1995年6月17日，刘昱晗出生于辽宁省营口市，并在那里读书、成长。从小跟着奶奶一起看电视，因而对表演产生了浓厚的兴趣，上学之后也积极参加学校的各种文艺活动。2013年，在高考只剩下100多天的时候，父母接受了老师的建议支持他报考艺术学校，刘昱晗在90天中上培训班、学民族舞，每天不停地学习，最终以专业第九名的成绩拿到了中央戏剧学院表演系的录取通知书，同时还录取了上海戏剧学院、北京电影学院两所学校表演专业，最终他选择就读中央戏剧学院。
2016年12月15日，与
林永健、
胡杏儿合作出演的都市家庭剧《
我的继父是偶像》在南通三套首播，其在剧中饰演长相帅气又有点小呆萌的校草韩冬冬。
2018年3月27日，与
马天宇、
韩东君合作出演的古装权谋剧《
三国机密之潜龙在渊》在腾讯视频播出，饰演性情坦率自然、不为利益所驱动的曹植。
2019年8月9日，与
向佐、
贡米共同出演的科幻剧《
上道》在爱奇艺视频播出，其在剧中饰演坚韧阳光的王博维；10月10日，与
鲁照华领衔主演的青春校园爱情剧《
满满喜欢你》开播，在剧中饰演清冷柔弱的学霸左岸。
2020年2月，在湖南卫视元宵特别节目中表演小品《
闪电婚礼》；12月10日，与
曾舜晞、
肖宇梁联合主演的青春冒险剧《
终极笔记》在爱奇艺视频播出，其在剧中饰演独当一面的解大当家解雨臣。
2021年3月27日，与
古力娜扎、
刘以豪共同出演的民国爱情剧《
十二谭》播出，在剧中饰演放弃念书选择去参军的路谨之；3月28日，与
茅子俊、
张耀联合主演的古装武侠剧《
夜燕白》在福州杀青；4月11日，与
万鹏、张耀联袂主演的古装爱情剧《
白玉思无瑕》在芒果TV独播，其在剧中饰演立志入仕为官的江家小少爷江天凌。
2023年2月14日，与
林柒予搭档主演的古装爱情轻喜剧《
天赐娘子小镖师》在象山影视城开机，其在剧中饰演浪荡书生程起；5月4日，搭档
汤敏主演的都市爱情剧《
又见仲夏夜之星》在优酷视频独播，饰演珠宝帝国家的傲骄公子陆一泽；9月12日，与丁一一、谭咏雯联袂主演的校园青春剧《
踮起脚尖靠近你》播出，在剧中饰演高冷帅气的凌晨。
在一组画室写真中，秋日暖阳中，刘昱晗寻得自在一处，静静捧书，清爽干净的眉眼配合随性姿态，让人不禁放慢呼吸。刘昱晗的气质清新儒雅、脸庞干净俊朗，让人印象深刻。颜力不错的刘昱晗低产高质，稳扎稳打，每一个角色他都认真打磨、用心诠释。在校园青春剧《满满喜欢你》中，刘昱晗将小细节处理到位，把可盐可甜、外冷内热的学霸校草左岸演绎得生动而自然；而在古装权谋剧《三国机密之潜龙在渊》中，以俊美的外形和儒雅的古装造型令观众惊艳，其凭借颇高的可塑性、高冷的气质和侧颜杀，吸引了不少粉丝的关注。（网易娱乐评）