2000年，参加古装连续剧《少年包青天》的拍摄在剧中饰演卓云。

2001年，刘晓虎出演古装连续剧《少年包青天2》在剧中饰演中耿直义气的王朝。

2003年，刘晓虎在电视剧《大汉天子2》中饰演季安世。

2006年，在神话剧《封神榜》中刘晓虎在剧中扮演了妲己之兄苏全忠。

2007年，刘晓虎同王志文、许晴共同主演推理电视剧《宽恕》，在剧中扮演肖一航的弟弟肖一帆。

2008年，刘晓虎在湖南卫视自制剧《丑女无敌》中饰演钻石男费德南。

2012年3月，参加都市情感电影《早安我的爱》的拍摄，饰演公司总裁孟天宇。同年4月出演惊悚喜剧电影《囧探佳人》在剧中饰演泰哥。同年6月与汤嬿领衔主演喜剧电影《丹妮的童话》在剧中刘晓虎饰演江波。同年7月在电影《李家大院》中饰演李紫庸。同年9月在考古谍战连续剧《第四片甲骨》中刘晓虎饰演古枫。同年10月参加古装魔幻电视剧《天师钟馗2》的拍摄在剧中饰演鹏王子。

2011年，刘晓虎在公安题材电视剧《背影》中饰演刑警队长古慧生。

2013年刘晓虎出演年代战争剧《兵出潼关》的男主角国军将领万子卿。同年参加电视连续剧《代理县长》的拍摄在剧中饰演秦征。

2014年刘晓虎在都市爱情轻喜剧《爱情回来了》中饰演姜宇凡。