1997年，刘孜从电影学院毕业后一直在拍戏，《永远有多远》里是徐帆的“情敌”，《我这一辈子》演张国立的“前妻”，《濠江有情》中是汤镇宗的“恋人”，《告密者》中与柳云龙、张嘉译开展在刚刚解放后的一次扑朔迷离 的谍战剧等。同年参演《危情时刻》，剧中饰女主角并搭档与张国；参演《女巡按之真假公主》，担任女主角，搭档与陈道明、陈宝国；参演《神雕侠侣》，饰演陆无双，与任贤齐合作出演。

1998年参演《金融风暴》，饰演女主角尤枫；参演《财神到之财神疼好人》并出任女主角；随后参演《签约季节》，剧中担任女主角。

1999年出演《侠女闯天关》，出任女二号雪子。

2000年出演《永远有多远》，饰演女主角西单小六。

2001年参演《曼谷雨季》，与演员许亚军合作，出演女一号；参演《白领公寓》并担任女一号，搭档韩国演员安在旭。在《我这一辈子》中饰女主角大妹 。

2002年参演《黑柬》，饰演女一号，与于荣光、高曙光合作。

2003年参演《布衣知县梵如花》，剧中刘孜饰演暗恋张国立的少女玲珑。

2005年和冯巩老师合演的《心急吃不了热豆腐》。参演古装戏是《还我清白》。参演著名导演何群力作《爸爸别哭》。

2009年主演国产喜剧片《盗版猫》。

2013年在电影《怒放之青春再见》中刘孜与潘粤明饰演一对夫妻。在中国首部气候主题网络公益微电影《红苹果》担任主演。

2014年参演由滕华涛导演、鲍鲸鲸编剧，倪妮、井柏然主演的电影《等风来》，片中刘孜饰演的主编凭借对倪妮针针见血的犀利“吐槽”意外获得众多观众“点赞”。在大型年代传奇大戏《大漠苍狼》，刘孜饰演廖小柠。

2015年，与张国强合作爱情喜剧电影《非常同伙》。

2016年，主演电影《碧血丹砂》，电视剧《将军在上》饰演祁王妃姬玉。

2017年，出演电影《麦子的盖头》，与姜武主演电视剧《上海五虎》，优酷自制剧《上海女子图鉴》饰演拥有完美独立的人格4A公司高管Scarlett。

2018年，与张嘉译、闫妮合作主演电视剧《少年派》，与李光洁、蒋欣、郭京飞合作主演电视剧《我们这些年》。2019年11月，出演现实题材电视剧《在不安的世界安静的活》。