2008年在中国首部青春励志纯爱电影《80后》中饰演女主角沈星辰，该片入围第二十二届东京国际电影节最金麒麟大奖，该片以独特的视角，展示了80后对青春、爱情、亲情的理解和独特展现方式，引起了80后的集体共鸣。刘冬也凭借沈星辰一角入围第十四届中国电影华表奖优秀新人女演员奖。同年参演电视剧《原谅》，饰演李蓉。

2010年主演《杨门女将之军令如山》，并在中饰演杨九妹，古灵精怪的性格以及英姿飒爽的形象，深得观众人心。2012年因清新脱俗的气质主演中国朝鲜首部合拍电影《平壤之约》，饰演女主角王晓楠，并凭该片担任2012年朝鲜电影周形象大使；

2012年因《80后》中出彩的演绎而获好评不断的刘冬，被力邀参演改编自香港著名作家张小娴的作品《长在面包树上的女人》，并出演沈光蕙。该片于2015年12月1日登陆深圳卫视。