2016年5月，劉浩存透過三輪試鏡，成為電影《一秒鐘》女主角的候選人，之後進入籌備組開始培訓；同年，她考入了北京舞蹈學院民族民間舞系。在讀大二的時候，劉浩存與張藝謀工作室正式簽約[1。起初，張藝謀有想讓她出演電影《影》的想法，但最終因為劇本的調整，她沒能出演。
演藝經歷
2018年5月17日，劉浩存被張藝謀確定為電影《一秒鐘》的女主角；7月，與張譯共同主演電影《一秒鐘》，這也是她第一次擔任電影女主角，該電影進入柏林電影節主競賽單元
2020年11月，釋出單曲《一秒鐘》；[12]11月27日，主演的電影《一秒鐘》定檔在中國內地上映，在劇中飾演劉閨女；[13]12月30日，獲2020年度電影頻道M榜最具潛力演員獎；12月6日，憑藉電影《一秒鐘》獲得TATLER BALL尚流新星獎項；12月31日，主演的電影《送你一朵小紅花》定檔在中國內地上映，在劇中飾演馬小遠。
2021年1月，劉浩存分別成為巴黎歐萊雅、卡地亞和麗曦尚品滋補燕窩代言人；1月5日，憑藉《一秒鐘》和《送你一朵小紅花》獲首屆金榆花獎·2020年華語電影大獎最佳新銳影人獎；1月10日，受邀參加2020騰訊娛樂年度盛典，並斬獲2020騰訊娛樂白皮書年度電影新演員，1月14日，受邀做客搜狐娛樂最新明星互動體驗式節目《我的同事是明星》，1月25日，榮獲由百度APP主辦的2020百度娛樂人物年度最佳電影新人獎；1月31日，參加的大型文博探索節目《國家寶藏第三季》第八期定檔在央視綜藝頻道播出；2月，劉浩存成為中興手機代言人，並特邀出演由張藝謀執導的全新品牌TVC《往前走，一直在》；2月5日，作為助夢嘉賓亮相CCTV3互動類綜藝節目《我要上春晚》特別節目《直通之夜》，並表演歌曲《送你一朵小紅花》；2月11日，參加2021年央視春節聯歡晚會，演唱歌曲《奔跑的青春》；[27]2月18日，榮獲由《中國銀幕》雜誌主辦的“2020中國銀幕風雲榜”年度新人演員獎；2月26日，參加2021年中央廣播電視總檯元宵晚會，與李沁、金晨、王俊凱、陳立農一同演唱歌曲《出發吧，春天》；2月28日，獲2020微博之夜微博年度期待演員獎；3月28日，憑藉《一秒鐘》獲第12屆青年電影手冊2020年度新演員獎；4月30日，主演的電影《懸崖之上》定檔在中國內地上映，在片中飾演小蘭；[31][32]6月12日，獲2021年微博電影之夜年度最受關注演員；6月18日，憑藉《送你一朵小紅花》獲第18屆電影頻道傳媒關注單元最受傳媒關注新人女演員獎。同年，主演電影《狙擊手》；8月6日，憑藉《送你一朵小紅花》獲第30屆華鼎獎中國電影最佳新銳演員獎；9月14日，主演的電影《龍馬精神》開機，在片中飾演小寶；9月16日，憑藉《一秒鐘》獲第31屆華鼎獎全球電影最佳新銳演員提名。9月21日，參加《2021大灣區中秋電影音樂晚會》，和張明敏等共同演唱歌曲《我的中國心》。9月30日，憑藉《送你一朵小紅花》獲北京國際電影節·第28屆大學生電影節最受大學生歡迎年度新人獎。10月8日，憑藉《一秒鐘》獲第十五屆亞洲電影大獎最佳新演員獎。10月23日，憑藉《一秒鐘》獲第八屆文榮獎最佳青年電影女演員獎。10月31日，憑藉《懸崖之上》獲第34屆東京國際電影節中國電影周“金鶴獎”最佳人氣女演員獎。
2022年參演的電影《四海》定檔在中國內地上映，在片中飾演歡頌。同年，參演電視劇《主角》。
