个人写真2010年,出演周楠执导的剧情片《恋爱中的灭绝师太》,而这也是她的首部影视剧作品。2011年,与严屹宽,姜武,杜淳,王宝强等人共同出演古装传奇剧《隋唐演义》,在剧中饰演隋文帝杨坚的女儿琼花公主。2012年2月,客串出演潘安子执导的喜剧片《双城计中计》上映；7月30日,与陈赫,娄艺潇,孙艺洲等人合作出演的都市爱情喜剧《爱情公寓3》播出,她在剧中饰演外形靓丽,且温柔聪慧的甜美女主播诺澜。2013年,搭档于震主演的谍战剧《利箭行动》播出,在剧中饰演身怀绝技,冰雪聪明的女特工林筱雨；8月20日,与杨烁,于震,范雨林合作主演的传奇剧《决战燕子门》在山东齐鲁频道播出,在剧中饰演俏皮可爱的马晓婉；11月,出演王伟廷执导的家庭情感剧《家和万事兴》播出,饰演从温柔贤良到野心勃勃的宋香。2014年1月1日,与李维嘉,姜潮,沈婷婷合作主演的都市爱情片《201413》上映,在片中饰演温柔体贴,勤俭持家的方小乔；1月15日,主演的爱情喜剧《屌丝日记》播出；1月17日,继续出演的都市爱情喜剧《爱情公寓4》播出；6月13日,参加的明星真人秀节目《花样年华2》在江苏卫视播出,其在节目中体验苗寨乡村生活；7月21日,出演的都市爱情剧《爱情回来了》播出,饰演痴情于宠物医生的林晓娅；8月2日,参演开心麻花团队主演的系列爆笑喜剧《香瓜七兄弟2》,饰演美艳高管“洛小夕”,这是她首次以短发造型亮相荧屏；11月27日,主演的根据手游改编的微电影《不败青春》上线,在片中饰演励志IT女。2015年1月28日,出演的古装探案喜剧《医馆笑传》在安徽卫视,陕西卫视首播,饰演容貌精致且性格多面的顾倾城；1月30日,主演的动作科幻片《时光大战》上映；2月9日,携99乐团推出情人节定制单曲《因为是你》；5月12日,出演的年代悬疑情感剧《深宅雪》播出,饰演身世坎坷的悲情女孩芳儿；5月29日,出演的民国爆笑悬疑剧《煮妇神探》播出；9月16日,主演的抗战剧《历史永远铭记》在央视一套播出,饰演马海德的妻子苏菲；11月11日,出演的家庭伦理剧《家和万事兴》在湖南卫视播出,在剧中饰演为爱疯狂不惜一切代价的偏执女人宋香。2016年1月8日,与李小璐,贾乃亮共同出演的民国爆笑悬疑剧《煮妇神探》,饰演苟吉祥的同门师妹,江湖侠女李亚飞；2月1日,出演的古装剧《寂寞空庭春欲晚》播出,饰演内心善良且身负使命玉箸；10月24日,主演职场喜剧剧《实习侠》,她在片中饰演莽撞热情的中二美少女“端木木”；12月11日,出演都市爱情剧《放弃我,抓紧我》,饰演厉薇薇的设计助理珍妮。2017年1月2日,出演的古装剧《孤芳不自赏》播出,在剧中饰演风情万种妩媚动人的凉国娇燕楼老板娘燕十三娘,；5月,参加腾讯视频喜剧对话类综艺节目《开心相对论》第三期的录制；10月19日,出演的古装奇幻爱情剧《那片星空那片海2》在湖南卫视播出；11月16日,主演的科幻悬疑剧《皮囊之下》开机。2018年7月24日,出演的古装爱情剧《媚者无疆》开播。2019年,与成毅,赵樱子,韩栋等主演的古装女性传奇剧《长安诺》,在剧中饰演对皇帝萧承睿充满依赖并执着无悔的四妃之首贺兰绾音。2020年1月12日,友情出演的都市喜剧《爱情公寓5》在爱奇艺播出,在剧中继续饰演诺澜。2021年6月17日,参演易军执导的古装神话爱情剧《千古玦尘》开播。2022年4月30日,参演的年代情感剧《良辰好景知几何》播出；11月10日,主演的古装剧《卿卿日常》播出,在剧中饰演三少主夫人董海棠；11月30日,出演的奇幻古装剧《星河长明》播出。2023年2月26日,与韩栋,王李丹妮等合作主演的古装玄幻片《聊斋画壁》在爱奇艺,腾讯视频上线,她在片中饰演世间最后一只凤凰尾生；4月29日,出演由韦正执导的情景喜剧《破事精英2》播出,在剧中饰演万兽集团董事长的女儿陆双馨；5月20日,出演的非遗文化题材都市剧《正好遇见你》播出；6月18日,出演的都市女性情感剧《闪耀的她》播出,在剧中饰演靠攀附各种有权的男人成功上位公司副总的Lydia。《星河长明》《卿卿日常》《孤芳不自赏》燕十三娘《爱情公寓》官方剧照影视剧照合集
2017年,刘萌萌被拍到与演员白宇共度情人节,两人恋情疑似曝光。
刘萌萌2015年7月26日,参加由时尚芭莎发起的第二届“公益星设计”公益项目启动仪式,刘萌萌作为公益形象大使之一设计了以“爱巢”为主题的公益首饰,该活动致力于儿童公益慈善事业,改善山区儿童艺术教育；10月,刘萌萌携时尚芭莎与芭莎公益慈善基金,荷风艺术基金工作人员组成的爱心小组奔赴河北省安新县,走进端村小学及学生家中捐助艺术梦想包并深入孩子家中探访,给热爱绘画的小朋友们带来美术图书,画具等美育用品。
写真照凭借《爱情公寓3》“诺澜”一角走红的刘萌萌气质独特,长相甜美,而她对这样一个时刻散发着邻家女孩气息,外型清新亮丽的角色的演绎也得到观众认可。在《爱情公寓4》中,萌萌对角色精湛的刻画,令观众看到了更富故事性与真实感的“诺澜”,有人称赞其表演信手拈来,娴熟自然,剧中刘萌萌塑造的“诺澜”温柔贤惠,为人亲和善良,尤其是她对“曾小贤”那种无私的爱为其赢得“完美女人”的称号。生活中的刘萌萌却是个小清新女生,甜美可人的她受到不少人的追捧,因此被称为宅男女神。在抗战剧《历史永远铭记》中,刘萌萌饰演的人物苏菲真实质朴,引发当代女性情感上的共鸣。作为当时较为轰动的中西合成式延安恋曲,刘萌萌的内心感受和温润的倾诉矛盾,使人移情入剧。