2011年參加《花兒朵朵》比賽獲全國第四名；10月,受邀為《瑞麗時尚先鋒》12月刊拍攝大片。比賽圖集2012年擔任戴佩妮世界巡回演唱會嘉賓。2013年參加《中國夢之聲》比賽晉級全國12強；10月發行個人首張專輯《擁抱你》；12月代表《中國夢之聲》參賽《直通春晚》,晉級10強。2014年3月31日,參加第21屆東方風云榜頒獎；4月5日參加馬來西亞第四屆全球流行音樂金榜頒獎典禮,歌曲《擁抱你》獲2013下半年度20大金曲；4月10日發行單曲《半醒》；5月20日入圍第25屆金曲獎最佳新人獎；7月21日,發行電影《我想結婚的時候你在哪》主題曲《我想結婚時》；12月25日,劉思涵與徐良合作的歌曲《那年夏天我學會了在被子中抱緊自己》發行,30日入圍華語音樂傳媒大獎并一舉奪得14屆年度最佳新人獎,31日出席東方衛視舉辦的上海跨年會。2015年1月,發行其成名曲《走在冷風中》的MV,并為電視劇《聽見幸福》演唱插曲《沒有找到你》；4月,創作公益微電影主題曲《健康就好》,并為漫改美食紀實劇《孤獨的美食家》演唱片頭曲《Oh!LetItBe》；5月,音樂劇《小時代》在上海首演,劉思涵飾演唐宛如一角,并演唱主題曲《不遇見》；6月19日,劉思涵“耳朵里的遠方”全國LIVE巡演正式開跑,第一站于成都舉辦；7月參加音樂綜藝節目《超級歌單》；9月27日出席湖南衛視中秋晚會,與金志文合作了一曲《秋意濃》；10-11月參與無樂不跑2015MGShakeRun巡演,包含鄭州,重慶,寧波,成都,武漢,南京六站；12月19日在北京匯源空間舉辦個人首場售票音樂會-“Fplus樂范52miniconcert”音樂會。2016年1月6日參加芒果TV《我是歌手誰來踢館》節目；3月29日獲酷音樂頒獎典禮最佳金曲獎。10月,演唱《德布西森林》電影概念宣傳曲《一個人的森林》；參加多個音樂節如百威沙灘電音節,恒大星光音樂節等。2017年1月14日參加四川衛視跨年演唱會；20日發表網易CC直播2016年度盛典主題曲《我的時代》；3月29日演唱網劇《被催眠的催眠師》主題曲《夢》；5月7日受華盛頓大學CSSA社團邀請,前往美國西雅圖參加LightReal音樂節；8月攜手好聲音歌手李修洋發布公益單曲《愛在我也在》；10月發布全新第二張個人專輯《不特別得很特別》；12月6日現身京東校園之星華東賽區擔任表演嘉賓；12月7日《同伙》LIVE巡回演唱會在上海拉開帷幕,同月18日唱回家鄉成都。2020年9月30日,發布第三張個人專輯《愛,未滿》。2022年9月,演唱網劇《罰罪》插曲《黑白之間》2022年12月,演唱網劇《拜托了！8小時》插曲《千錘百煉》2023年2月,演唱網劇《你是我的永恒星辰》同名主題曲,同年2月發布與楽七俱樂部合作曲《只是情歌而已》；2023年3月,發布全新單曲《慣犯》
2011年至2013年間,多次參與“愛的小桔燈兒童關愛行動”公益活動,擔任愛心大使。2015年7月中旬,出席“美麗童行”杭州公益慈善夜,用音樂傳遞力量。2017年8月,發布公益歌曲《愛在我也在》,描寫的是以生活在城市中的我們,為了夢想而奮斗的那份執著與追尋。
劉思涵有著性感到讓人心疼的聲音。劉思涵有著與生俱來的獨特魅力聲音,嗓音非常富有磁性,并且她的聲音還有一種療愈性,能夠治愈人心。路透社稱她為“中國Adele”。Coco李玟稱她的聲音是“天使之音”。歌迷贊她的歌曲猶如“法國香頌”。聽劉思涵的歌,不必求什么感天動地的悲愴情緒,更應像品一杯精致的手沖咖啡般,前味,中味,后味,會在思涵的聲音中漸次呈現。劉思涵寫真在這個浮躁充斥著樂壇的時代,還能有這樣一張慢熱又內斂的情歌專輯的確是不特別得很特別,多難得。