1995年，通过SBS电视剧演员5期出道，出演第一部电视剧《喜鹊》   。

1996年，出演金南珠、卞于珉主演的电视剧《男子大探险》。1998年6月出演KBS晨间剧《对不起我爱你》；同年出演沈银河、李秉宪主演的战争剧《白夜3.98》   。

1999年，作为配角出演电视剧《希望之歌》、《婚姻战争》；出演爱情剧《泡沫爱情》，饰演男主角张民修的好朋友、卡车司机大浩   。10月，与梁静雅主演SBS晨间剧《大提琴》，饰演明事理、有情有义的朴基泰，这是他出道四年以来第一次担任主演。12月，与李娜英主演励志电视剧《魔法之城》，饰演淳朴警察李丰震。同年，参与演出惊悚悬疑电影《爱的肢解》，饰演女主角谢素蓉的追求者   。

2000年，主演都市言情剧《爱情的代价》，饰演外表冷漠内心脆弱的第一集团的顾问律师姜旻棋。同年，出演惊悚电影《凶咒》   。

2001年，出演青春偶像剧《美丽人生》，饰演音乐老师南正禹；主演MBC电视剧《怎么做才好》，饰演罗基灿。与苏有珍主演青春爱情剧《狐狸与棉花糖》，饰演在以父亲为中心的家庭中长大的男人奉江哲，并凭借该剧获得MBC演技大赏电视剧部门优秀奖和人气奖   。同年，主演音乐电影《红色彼得的回还》。

2002年，搭档韩惠珍，主演历史剧《御史朴文秀》，再次获得MBC演技大赏人气奖；同年8月与金芝荷主演SBS家庭剧《情》，饰演正值善良的秉洙   。

2003年，与李善均主演喜剧电影《秀秀秀》，饰演虽然叛逆但内心单纯的鸡尾酒吧青年   。

2004年，出演生活喜剧《想结婚的女人》，饰演女主角李欣宜的初恋申俊浩   。

2005年，与金贤珠主演大型历史剧《土地》，饰演独立革命家金吉尚，并凭借该剧获得SBS演技大赏连续剧部门演技奖   ；同年主演情感励志剧《英宰的全盛时代》，饰演拥有冷静的头脑和热情的照明设计师严钟锡   。主演喜剧电影《我的结婚远征记》，饰演万泽的朋友、农村青年希哲，是一个非常了解女人的恋爱高手   。

2007年，主演生活爱情剧《追赶江南妈妈》，饰演帅气、博学多才、精通东西方文化、能言善辩的教师徐尚元，并凭借该剧获得SBS演技大赏迷你剧部门男子演技奖   。

2008年，出演医疗恐怖电影《回归》，饰演个性洒脱不羁的海归医学专家江旭焕，并凭借该片获得第45届大钟奖最佳男配角   。

2009年，主演剧情电影《寻找罗尼》，饰演跆拳道师傅仁浩   ；同年，出演洪尚秀导演的电影《懂得又如何》   。

2010年，凭借悬疑电影《苔藓》获得第18届春史大赏电影节最佳男配角奖   ；再次与洪尚秀导演合作，出演情感电影《夏夏夏》，并凭借片中资深影评人方俊植一角获得第19届釜日电影节最佳男配角奖   。

2011年，与高贤贞、宋善美、金宝庆三位女星主演洪尚秀导演的电影《北村方向》，饰演地方大学电影专业教授尚俊，获得第12届釜山电影评论家协会奖男子优秀演技奖   。同年，出演电影《世界上最美丽的离别》，饰演金仁姬嗜好赌博生活放荡的弟弟   。

2012年2月25日，与金南珠主演KBS 2的家庭喜剧《顺藤而上的你》，饰演综合医院外科医生方贵南，凭借该剧获得2012年KBS演技大赏最佳男主角奖和最佳荧幕情侣奖、第1届 K-Drama明星奖最高奖和优秀男演员奖、第25届韩国PD大奖   。5月，与法国演员伊莎贝尔·于佩尔主演爱情电影《在异国》，饰演海边渔村的救生员。这也是他第四次参与演出洪尚秀导演的作品，因此成为洪尚秀导演的御用演员   。6月，出版随笔录《幸福的发明》，该随笔录是由出道20多年的演员日记汇集而成的，讲述刘俊相的愉快和意想不到的生活冒险   。8月，与Rain、李荷娜、申世京主演的韩国首部空战片《R2B：重返基地》全面公映，刘俊相在片中饰演飞行队的“狙击之神”的哲熙   。11月，搭档金智英主演由闵秉勋执导的电影《触摸奇迹》，该片受邀参加2012年釜山国际电影节“韩国电影的今天”全景单元的展映   。刘俊相为了出演该片减重10公斤，展现出战栗的表情演技。同年，友情出演洪尚秀导演、李善均主演的剧情电影《不是任何人女儿的海媛》，饰演海媛的姐夫   。

2013年4月27日，与成宥利主演SBS周末电视剧《出生的秘密》，饰演一个没有文化的父亲洪庆斗，面对天才女儿表现出令人心酸的父爱   。12月，客串出演爱情喜剧《来自星星的你》，饰演李辉京的上司，剧中经典台词就是“你女朋友要是千颂伊，我老婆就是金南珠”（刘俊相和金南珠曾在《顺藤而上的你》里演夫妻，编剧同样是朴智恩）   。同年，与黄正民、尹宰文联袂主演剧情动作电影《传说的拳头》，饰演李尚勋   。

2014年5月，与柳承龙、金圣玲主演动作电影《标靶》，饰演犯人检举率100%的广域搜查队宋班长，影片入围戛纳电影节“午夜展映单元”   。

2015年2月13日，与申东美主演的喜剧电影《圆梦比梦好》上映，刘俊相在片中饰演会解梦的警察。该片凭藉独特的故事获得第19届釜山国际电影节CGV电影杂烩奖、第40届首尔独立电影节最佳作品奖，并获邀参加第44届鹿特丹国际电影节以及第21届沃苏勒亚洲国际电影节   。2月23日，与李准、高雅星主演家庭喜剧《听到传闻》，饰演从小接受贵族教育、现为翰松法律事务所的代表韩正浩，并凭借该剧获得2015年SBS演技大赏中篇电视剧部门最优秀男演员奖   。6月，主演的动作惊悚片《愤怒的画家》上映，此前以亲民形象而被观众所喜爱的刘俊相，在片中饰演神秘猎人，展现出完全不同的魅力   。9月，出演的剧情电影《这时对那时错》上映   。同年，与车胜元主演历史电影《古山子：大东舆地图》，饰演兴宣大院君   。

2016年3月，搭档申河均、赵允熙，主演TVN水木电视剧《吹笛人》，饰演国民主持尹熙成   。6月，特别出演MBC日日剧《工作mom育儿daddy》，饰演洪恩熙的上司   。8月，执导并主演的音乐电影《我跟你学的那些东西》，受邀参加第12届堤川国际音乐电影节（JIMFF）“世界音乐电影的潮流”（国际竞争单元）的展映，作为电影导演出道   。11月，参与演出剧情电影《你自己与你所有》，饰演电影导演李尚元   。

2017年5月，主演SBS水木剧《操控》，饰演大韩日报流放记者所在的SPLASH组组长李锡民。   12月，客串出演电影《与神同行：罪与罚》   。

2019年1月，主演KBS2水木剧《为何那样，奉尚先生》，饰演从没有为自己活过的寂寞且可怜的中年男人李奉尚   ，并凭借该剧获得2019年KBS演技大赏最优秀奖。3月，主演的电影《江边旅馆》上映。

2020年7月，主演JTBC金土剧《优雅的朋友们》，饰演炸鸡连锁店本部长安宫哲。11月，主演OCN漫改剧《惊奇的传闻》，饰演驱魔人贾模度，该剧成为OCN首部两位数收视率的电视剧，最高收视11.4%   。

2021年3月，特别出演SBS季播剧《顶楼2》，饰演郑会长   。4月21日，导演、主演的音乐电影《spring song》上映，并受邀参加第25届釜山国际电影节   。