1999年,刘冠翔考入北京电影学院99级表演系本
2001年,还在北京电影学院读大二的刘冠翔接拍了古装剧《大汉天子》,饰演汉朝名将李陵。
2003年,主演电视剧《情断上海滩》饰演正义巡捕白尘。
2004年,参演马景涛主演的清朝秘史剧《太祖秘史》,饰演叶赫贝勒金台吉。同年,拍摄电视剧《非常24小时》,饰演一名日本人“秋山峻”。
2005年,在神话剧《宝莲灯》中扮演东海八太子敖春。夺得2005年度影视十佳新星。
2006年上半年,由于拍戏受伤,刘冠翔迫不得已耽搁了半年的拍戏时间。
2007年,已经完全康复的他在涿州和吴倩莲合作拍摄古装戏《北魏冯太后》,在其中饰演孝文帝拓跋宏。
2009年,参演《新水浒传》,饰演出身底层的草根英雄拼命三郎石秀。在剧中,刘冠翔蓄胡须操刀卖猪肉,无论相貌还是气质均与此前饰演的角色大不相同。
2011年,主演《国家命运》,饰演两弹元勋邓稼先。该剧是以“两弹一星”的发展历程为主线,真实再现中国人依靠自己力量研制试验原子弹、导弹和人造地球卫星的艰巨历程。
2013年,在作家桐华小说《云中歌》改编的电视剧《大汉情缘》中出演城府颇深,思想缜密的大内总管于安。