2010年,刘熙阳考入北京电影学院。2011年8月,参加北京市公安局巡特警总队在七里渠驻地组织的大学生实践活动,参加体能训练以及特警基本技能训练。她在学校期间,还在体育课程中选修了网球项目。
刘熙阳写真2012年9月,参演剧情片《东海霞光》,她在片中饰演自强不息的海岛女兵连连长陈丽蓉,从而进入演艺圈。2013年3月,与刘威,杨紫,张子枫,张一山等合作出演的都市生活剧《老爸回家》开机,她在剧中饰演高贺的发小贺佳。6月,与蔡珩,张又天共同主演古装片《瓷魂》,她在片中饰演以烧瓷为生的白家后人白芷烟。2014年9月,主演由钱泠泠执导的环保题材电影《归情》,她在片中饰演刚从旅游专业院校毕业的林欣；10月,与文皓程合作主演青春片《网球之恋》。2015年,与李根共同主演微电影《致橡树》,她在片中饰演表演专业的大学生韩心。2016年4月,参演历史剧《百家姓·起源故事》,在剧中饰演周武王的女儿大姬。之后,与张辉,张一山,杨紫,关晓彤等合作出演爱情文艺片《一纸婚约》,在片中饰演刚毕业的女大学生叶子,她凭借该片获得第十八届大学生原创影片大赛最佳女主角奖,第三届意大利中国电影节最佳女演员奖。
2019年2月,媒体称刘熙阳与北电表演学院院长张辉结婚,两人年龄相差将近30岁。
在电影《一纸婚约》中,刘熙阳清新亮丽的外形条件为其饰演的女大学生叶子一角增色不少。在一组夏日度假风街拍中,刘熙阳的红唇与边上的白色花朵点缀让整体造型充满时尚感,既热烈俏皮又清新文艺,无论红毯女神范儿还是清新文艺范儿,都能轻松驾驭。在休斯敦国际电影节上,刘熙阳身着晚礼长裙,温婉清新大气自然,笑容甜美不失灵动。在第十八届大学生原创影片大赛颁奖礼现场,刘熙阳一席白色蕾丝碎花连衣裙亮相,清新雅致,脱俗灵动,举手投之间尽显演员的灵气,又不失得体大方。