1987年，刘璇进入湖南省体操队。1992年，刘璇参加全国体操锦标赛，获得高低杠冠军。1993年，刘璇参加在北京举行的第七届全运会，获得女子团体冠军。1995年5月，在中国杯国际体操赛女子个人全能比赛中，夺得女子平衡木、自由体操和女子个人全能冠军。

1997年11月，刘璇任中国女子体操队队长。

2000年9月25日，刘璇在女子体操平衡木比赛中以9.825的高分技压群雄，为中国女子体操平衡木项目没有奥运会冠军的历史划上了句号。

2001年12月15日，刘璇在湖南省长沙市正式宣布退役。

2001年，刘璇与徐静蕾、陈晓东等人合作参演了由导演俞钟执导的都市情感片《我的美丽乡愁》，在片中饰演女主角细妹，同年获得最受欢迎女演员铜奖。

2002年，刘璇出演了20集电视连续剧《我和我的父亲》，这是一部反映体操队员生活的电视剧，刘璇在剧中饰演女主角高文君。

2003年，刘璇出演了24集警匪题材电视剧《终极目标》。刘璇饰演的廖静仪是一位性格单纯直率的跆拳道教练，一直深爱着缉私队长李时锋。

2004年，刘璇与大S、孙莉合作参演了由黄磊执导的电视剧《夜半歌声》 。剧中她扮演一位年轻的剧团演员田菲，性格活泼，天真而又单纯。

2008年，刘璇签约香港无线电视成为经理人合约艺员。

2010年，刘璇首度拍摄由香港无线电视推出的功夫连续剧《女拳》，在剧中担正第一女主角。

2013年12月8日，刘璇和老公王弢在香港维多利亚港的丽星邮轮上，举办了一场浪漫的“海上婚礼”。

2014年，刘璇参演恢弘巨作电视剧《东方战场》，饰演婉容皇后。