2012年，十八岁的刘芷微参加了泸州新闻网举办的“醉美泸女郎评选赛”，并被评为了4月的月冠军，而业余时间，她还兼职从事平面模特的工作。2013年2月21日，之前 在成都集训半年的刘芷微在母亲的陪同下参加了艺术考试，并凭借清秀的面容赢得了媒体关注；7月，她还成为了明道工作室的一员。之后，刘芷微则考入了复旦大学继续完成学业。
2016年、刘芷微接拍了个人的首部古装剧作品，她与
张云龙、
于朦胧、
关晓彤等人共同出演了根据同名电脑游戏改编的玄幻剧《
轩辕剑之汉之云》。
2017年，刘芷微与
佟梦实、
王秀竹、
裴子添等人合作出演了古装玄幻网络剧《
玄门大师》，并在剧中饰演了身受诅咒的楼兰国公主邀月，同时也是玄门少年们闯阵过程中的重要一关。
2018年6月，刘芷微与
杨幂、
阮经天、
刘奕君等人共同出演的古装女性传奇剧《
扶摇》在浙江卫视播出，她在剧中饰演了性格直率，蛮横霸道的太渊国贤夫人高普若。
2019年3月13日，参演的高甜青春恋爱剧《
嘀！男友卡》播出，在剧中一人分饰两角，既是二次元里的小八，也是现实世界里的酷女孩儿艾米；同年，出演古装神话剧《
上古密约》，在剧中饰演勇敢善良，古灵精怪的邱小彤。
2020年，参演梦幻轻喜甜宠剧《
住我对面的小哥哥》，在剧中饰演美颜文静、知性优雅的投资集团老板的独生女惠子；12月16日，出演都市甜宠剧《
她和他的恋爱剧本》播出，在剧中饰演了耿直开朗的健身房老板桃子。2021年9月15日，主演的古装仙侠轻喜剧《
亲爱的吾兄》开播。
2024年4月26日，主演的古装言情轻喜剧《
偷得将军半日闲》在爱奇艺播出；12月17日，参演的电视剧《涅槃千金》在腾讯视频播出。
2020年4月16日，参与“星力量健康助学行动” 微博双话题传播活动，活动旨在传播卫生知识，开展健康教育，帮助乡村学校的卫生防护工作募集善款，为疫情中返校的乡村儿童筑起第一道健康防线。
刘芷微因在2013年参加艺术考试被誉为北影“最美考生”，她面容清秀，性格开朗、直爽，清纯面孔的背后透着潮流时尚的别样气质。完美身材，加之酷似杨幂、范冰冰的天生明星面庞使她在网络上赢得了颇高关注。而刘芷微在电视剧《扶摇》中则凭借高颜值吸引了观众目光，她的登场不仅带来了一场绚丽的视觉盛宴，也贡献了不少笑点，轻松减压，更是让随后的剧情充满了变数（泸州新闻网、蜀南网、新华网、网易娱乐评）。