演藝經曆
2006年，與王寶強、張國強、張譯等聯袂主演軍事動作、青春勵志劇《士兵突擊》，飾演一級士官、許三多5班戰友老魏。同年，參演農村題材電視劇《插樹嶺》，在劇中飾演牛栓柱。
2007年，與楊爍、方慧、澀谷天馬、三浦研一、謝孟偉聯袂主演以抗戰為背景的電影《神鶴》。
2008年，與張譯、張國強、段奕宏、邢佳棟共同主演戰争題材電視連續劇《我的團長我的團》，飾演綽号叫克虜伯的川軍團炮兵時小毛。
2009年，劉天佐在河北參與拍攝戰争劇《為了新中國前進》，劇中他飾演爽直、貪吃，又有些怕老婆的牛玉合。同年，參演由蘭曉龍編劇、孔笙導演的電視劇《生死線》，飾演老實憨厚、重情重義的窦六品。
2010年10月，由知名導演程樯執導的喜劇電影《熊出沒注意》在全國上映，劉天佐在劇中飾演四人組中的胖子紅中。
2011年，與文章、姚笛、艾如聯袂主演都市情感題材劇《裸婚時代》，在劇中飾演劉易陽的好哥們冬瓜。同年，與楊爍、張铎、王黎雯、張佳甯共同主演電視劇《蟻族的奮鬥》，飾演幽默風趣的外來打工仔馮大寶。10月，參加《謝天謝地，你來啦》。
2012年，都市情感劇《我的經濟适用男》在東方衛視熱播，劉天佐在劇中飾演IT公司職員、陳啟中大學同學兼好友蔡軍。
2013年，與任泉、畢彥君、閻娜聯袂主演32集家庭倫理劇《放開我的手》，飾演謝東偉。同年，與高露、袁文康共同主演微電影《告别囧途》并在片中飾演胖子一角。
2014年5月，與黃聖依、賈一平、張峻甯、林雪合作主演都市愛情喜劇電影《拆散專家》，飾演米蘭的“拆散”利器貝塔。同年，還參演電視劇《裸嫁時代》并飾演祝賀。
2014年9月，與李易峰、楊洋、張智堯、魏巍合作超級季播劇《盜墓筆記》，飾演北派職業盜墓人王胖子。
2015年，與黃曉明、楊幂合作參演的電影《何以笙箫默》上映，在影片中飾演律師合夥人“老袁”一角。11月，參加《一起出發》。
2016年1月，在都市情感大戲《嘿，孩子！》中飾演健身教練方樂一角；12月16日，參演的電影《少年》上映。
2017年，主演電視劇《大話西遊之愛你一萬年》，在劇中飾演天蓬元帥。
2018年3月12日，參演的電視劇《夢想合夥人》播出，在劇中飾演賈磊；8月10日，主演的電影《愛情公寓》上映，在劇中飾演王胖子；9月，參加綜藝節目《我就是演員》。
2019年，出演電影《“大”人物》，飾演三舅；10月21日，劉天佐領銜主演的科幻愛情輕喜劇《我的機器人男友》在浙江衛視周播劇場正式開播；11月，出演現實題材電視劇《在不安的世界安靜的活》。
2020年8月12日，參演的電視劇《小鎮警事》播出；12月13日，主演檢察法治劇《巡回檢察組》，在劇中飾演常子龍。
2021年2月12日，參演的犯罪喜劇片《人潮洶湧》和電影《刺殺小說家》同日上映；9月20日，由劉天佐領銜主演的電視劇《理想的房子》正式全組殺青；9月22日，領銜主演的現實主義懸疑網劇《暗房》在愛奇藝開播；10月21日，參演的電視劇《突圍》播出；12月8日，主演的援非醫療行業劇《埃博拉前線》在浙江衛視、北京衛視播出；12月15日，參演的電視劇《雪中悍刀行》在騰訊視頻和CCTV-8聯合播出，在劇中飾演褚祿山；12月31日，參演的電影《穿過寒冬擁抱你》上映；參演電視劇《理想照耀中國》。
2022年2月5日，特别出演的冬奧獻禮劇《冰雪之名》播出4月28日，領銜主演的當代都市劇《新居之約》播出。。
個人生活
2011年，劉天佐與演員方慧登記結婚。
主要作品
參演電影
參演電視劇
人物評價
從早年《我的團長我的團》中的克虜伯，到《蟻族的奮鬥》裡的馮大寶，劉天佐所塑造的每個人物都有鮮明的個性特征。（網易娛樂評）
在《士兵突擊》、《生死線》、《裸婚時代》等劇中，劉天佐皆憑借其絕不雷同且不落俗套的演技征服了不少觀衆，特别是《裸婚時代》中的冬瓜一角，令劉天佐人氣大漲。（搜狐娛樂評）
