2008年，刘白沙出演了剧情电影《闪光的羽毛》中的羽坛健将陈林的少年版，这也是她首次参与影视剧的拍摄 。2012年，刘白沙出演根据志愿者王达佳真实事迹改编的励志影片《少年达佳》，在剧中饰演女一号王达佳 。其后，她又出演了电影《村支书》。
2018年，加入山下学堂第一期新人班 。2019年12月，参加腾讯视频真人秀《演员请就位》，与周奇、薇薇、杨迪、于小彤合作出演了都市爱情剧《致我们暖暖的小时光》中的片段 。
2020年1月，主演苹果新春短片《女儿》，饰演周迅的高中时期 ；3月，参演女性情感剧《不完美的她》，在剧中饰演心地善良、脆弱感性的妹妹林果之 ；10月，主演网络电影短片《小麻姑娘》，在剧中饰演勇敢面对生活、踏出舒适圈的盲人小麻，该短片获得国家广播电视总局颁布的年度优秀网络视听作品奖 。
2021年9月14日，主演电影《南方物语》开机。
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