2008年，刘小锋出演的电影《盘尼西林·1944》上映，片中饰演军统汉奸高家驹。也凭借这部电影，刘小锋获得第9届金鹿奖最佳男配角奖。11月，他主演的电视剧《重庆谍战》首播，饰演特工秦敖。

2009年，刘小锋与郭晓东、秦岚、张萌联袂主演电视剧《红色电波》饰演刘永强。还出演由张国立自导自演的电视剧《相伴》，在剧中饰演赵洪山。同年11月，他与印小天、吴越等联袂主演电视剧《大院子女》播出。

2010年，他主演电视剧《利剑》，饰演卧底将军吴克峰。2011年，他还与于和伟、谷智鑫、胡军合作主演的电视剧《中国1921》开播。同年6月5日，刘小锋参加了中央电视台军事频道2011年度《女枪王》颁奖典礼。

2012年5月，与陈紫函、薛佳凝、寇振海联袂主演的《黎明绝杀》播出，刘小锋一人分饰两角，饰演廖少侠和赵红旗。同年，刘小锋主演电视剧《神秘人质》，饰演男主角燕文川。

2013年1月，他与郑嘉颖、韩雪联袂主演的电视剧《叶问》播出。9月，他与沈晓海、陶珞依等联袂主演的电视剧《铁血尖刀》。同年，刘小锋加盟了由中国国家大剧院携手上海话剧艺术中心共同呈现的话剧《推拿》。随后，在由知名导演范小天执导、资深编剧张炭担纲总编剧的电视剧力作《绞刑架下的春天》中，刘小锋塑造了警长王森这一角色形象；12月27日，由演员沈晓海执导，刘小锋、陈紫函领衔主演的《猎魔》上映，刘小锋在剧中饰演刘大鹏。

2014年，他与甘婷婷、齐芳、海一天联袂主演电视剧《二十四道拐》，在剧中饰演梅松。同年，他还出演抗战剧《光影》，饰演邵克已。

2015年，刘小锋主演电视剧《炮神》，饰演杜清明。同年，他参加云南卫视真人秀《士兵突击之勇者奇兵》，是节目常驻嘉宾。2016年，他参与演出《伟大的旗帜——庆祝中国共产党成立九十五周年电视文艺特别节目》（即“七一”晚会），在序曲《伟大旗帜》中饰演无产阶级革命家、军事家方志敏，为大家展现了胜利路上的革命情怀。他友情出演电视剧《我的美女老师第二季》，饰演苏承文，并首次担任监制。同年，他主演弘扬社会正气的反腐电视剧《脊梁》，饰演丰州市市长叶弘轩。之后他主演传记电影《邹碧华》，饰演青年法官康达。

2017年，刘小锋主演抗战剧《浴血十四年》，饰演爱国青年项彬礼，演绎其从九一八事变到日本无条件投降这14年间沧桑变幻的命运。

2019年9月30日，刘小锋参演的电影《攀登者》上映；9月26日，他主演的电视剧《国家孩子》在中央电视台电视剧频道首播，同时，他还在这部电视剧汇总担任制片。这部电视剧以真实历史为背景，讲述上世纪60年代来自上海的“国家孩子”被内蒙古牧民收养后的人生故事，展现了草原上的质朴情怀。凭借此片，刘小锋荣获“我和我的祖国共同成长”国影盛典年度电视剧最佳制片人奖。

2020年，刘小锋担任了电视剧《花繁叶茂》的制片人。该剧作为国家广播电视局脱贫攻坚重点剧目。

2021年6月28日上午，由刘小锋、杜玉明领衔主演，周浩东、王宝光为特邀主演的院线电影《猎影：极限追击》在重庆盛大开机。9月4日，刘小锋参演由何冰、白冰主演的古装探案轻喜剧《刘墉追案》。2023年4月，他参演的《赤脚医生万泉和》在苏州拍摄。

2011年10月6日，刘小锋在北京与女演员朱墨结婚，次年，妻子朱墨产下一子。

2008年2月2日， 刘小锋与近百位演艺界知名人士一同参加了由中华慈善总会联合人民政协报社、新浪网、慈辉（佛教）基金会共同发起的 “凝聚每份爱——抗风雪·献真情同一首歌”大型赈灾义演晚会，并与郭峰、胡月、刘晓庆、朱时茂等演员同台演唱，共同祝愿灾区的人民平安、幸福。

2013年12月，刘小锋参加了央视一套正大综艺《宝宝来啦》，此次《宝宝来啦》与中华少年儿童慈善救助基金会合作“给孩子加个菜”项目，与慈善组织和众明星携手为贫困儿童“加个菜”。

刘小锋是一个很专业的演员，有独特见解，很勤奋。这一点，对于他这个年龄段的演员实属难得。（表演艺术家赵有亮评）

刘小锋很聪明，在拍戏的时候很会把握自己的情绪，也很会带动对手的情绪，和他合作很省力，很愉快。（演员韩雪评）

刘小锋饰演的角色多种多样，无论是早期的小生和古装，还是后来的黑帮或谍战，再到现在的军人形象，刘小锋的每个转变，都让电视机前的观众眼前一亮。（新浪娱乐评）

在电视剧《铁血玫瑰》中，刘小锋饰演的宋博作为灵魂人物，身兼矛盾催化剂与剧情推动剂的双重作用。刘小锋也站在普通人的角度，以精湛的演技对人物内心世界进行精准的把握与细腻的刻画。（新华网评）

刘小锋在热播的《铁血尖刀》、《生死连》等谍战剧中，皆以冷峻严肃形象出场，而在真人秀节目《士兵突击之勇者奇兵》中，刘小锋一改往日形象，展现出了一个聪明灵活，幽默风趣的阳光大男孩形象，给观众们带来无尽欢乐。（网易娱乐评）

在剧中实力演员刘小锋饰演的新派海归杜清明让大家再度眼前一亮，尽显讲武堂军人本色，演绎传奇炮战奇才。（北青网评）