早年經曆
劉園園從小喜歡藝術，4歲學鋼琴，5歲開始上台表演。上小學時，恰逢内江電視台籌拍一部電視劇，需要兩個小演員，導演到學校選角色，一眼就相中了劉園園，年紀小小的她首次涉足影視圈。
1991年底，年僅10歲的劉園園在父母的陪同下參加了中國人民解放軍藝術學院的選拔考試，并通過初試。經過兩天的突擊訓練，她順利通過北京總複試，進入中國人民解放軍藝術學院。1996年，她以優異成績畢業，被分至中國人民解放軍總政歌舞團，成為一名舞蹈演員。在此期間她多次參加了全國、全軍重大文藝演出。
演藝經曆
1997年，出演為紀念成都解放50周年拍攝的曆史劇《府河人家》，自此開始演藝生涯。1999年，被張國立選中出演古裝曆史劇《康熙微服私訪記3》，飾演劇中的丫環桐兒。2000年，參演古裝喜劇《尚方寶劍》。
2001年，與焦恩俊、張延合作主演古裝武俠劇《飛刀問情》，飾演嬌美叛逆冷月宮少主江鈴鈴；10月，與馮遠征合作主演家庭倫理劇《不要和陌生人說話》，憑借飾演的天真少女胡妮娜一角嶄露頭角。
2003年，出演古裝曆史劇《大唐歌飛》中的女主角牡丹公主，并與唐國強有一段對手戲。2004年，與何冰合作主演家庭倫理劇《兄弟如手足》，飾演性子剛烈的女孩柳莺莺。2005年，出演清裝宮廷劇《少年康熙》，在劇中一人分飾冰月和桑榆兩個角色。
2006年，主演國内首部綜藝情景節日劇《戀愛真好》，飾演女一号鄒靜；同年，主演青春愛情偶像劇《美夢人生》，該劇也成為國内第一部成功出口日本的偶像劇。
2007年7月，與張衛健合作主演警匪喜劇《A計劃》，飾演刁蠻任性卻又敢愛敢恨的“海盜公主”古慈，并受到更多人關注；10月，又出演了劇情片《神槍手與智多星》飾演帥氣的女殺手“一毛錢”。
2008年3月，出演民國情感家庭劇《胭脂雪》，飾演敢愛敢恨的青樓女子茹夢；8月，主演警匪劇《迅雷急先鋒》，飾演為人幹練剛毅特警隊警犬基地訓犬員白靜；同年，與印小天合作主演農村勵志題材劇《落淚成金》。
2009年，主演的考古懸疑劇《青銅匕首》在山東電視影視頻道首播，她在劇中飾演内斂的大家閨秀雲兒，與谷智鑫和于濱扮演的石家兩兄弟有着剪不斷理還亂的情感糾葛。
2010年，與周一圍合作主演劇情片《盲人電影院》，首次在熒幕扮演一位盲女，并憑此獲得第五屆華語青年影像論壇新銳演員獎；同年，出演年代商業劇《大浴堂》，飾演出生名門的千金小姐曹蕊蘭。
2011年2月，主演戰争劇《海峽往事》，與尚于博上演了一段“跨國戀”；随後，與餘少群合作主演情感懸疑劇《百花深處》，飾演命運悲苦的戲劇名伶婉菊。
2013年，出演舞台劇處女秀《惡棍天使》，并擔綱女一号査小刀。2014年6月，客串演出愛情喜劇《分手大師》；7月，主演話劇《婚姻九天半》，飾演美貌卻單身的女老闆盧貝拉。10月28日，憑借電影《守邊人》活兒第四屆中澳國際電影節評委會特别表彰女演員獎。
2017年，與何冰、郝蕾合作主演電視劇《情滿四合院》，飾演秦京茹。
2017年拍攝電影《守邊人》，飾演女一号劉小好。
2018年4月電視劇《洪湖英雄傳》，飾演女一号穆紅菱。
2021年，參演電視劇《那些日子》。
個人生活
2010年，劉園園和央視體育主播沙桐登記結婚。2013年10月19日，兩人攜2歲的女兒秋秋于北京舉辦了穆斯林風格式婚禮，沙桐在儀式上再次向其求婚。
主要作品
參演電視劇
以上資料參考自
參演電影
參演話劇
社會活動
2008年5.12汶川地震發生後，劉園園拍賣了個人心愛物品為災區奉獻愛心；6月8日，參加某明星義拍慈善活動，并再次拿出自己的珍貴物品為災區籌集善款。
2009年，參加四川衛視和光線傳媒聯手打造的“5.12中國愛——中國驕子愛心行動”活動，并親自前往四川當地重災區，慰問受災的群衆。
獲獎記錄
人物評價
劉園園外型嬌小，大大的眼睛配上甜美的娃娃臉，顯得特别清麗俏皮。（新浪娛樂評）
除了外型，其溫婉可人的氣質也深入人心。（新浪娛樂評）
劉園園在熒屏上一直是清純可人的溫婉形象，出道多年來，她先後在《康熙微服私訪記》、《玉碎》等影視劇中演繹了各種精彩的人物，并在角色塑造中不斷突破自我，給觀衆留下了深刻的印象。（新浪娛樂評）
從電視熒屏走向劇場後她更是變身“喜劇女王”，盡情釋放“二”的姿态，由溫婉的淑女轉型為實力派喜劇演員。（騰訊娛樂評）
在年度喜劇《惡棍天使》中她精準的拿捏了人物特點，将查小刀的善良、怯弱又兼具向上力量的特質表現得淋漓盡緻，廣受觀衆好評。（搜狐娛樂評）
