1998年，刘希媛主演都市情感剧《实习生的故事》，饰演幼儿园老师辛欣，而这也是她的首部影视剧作品；同年，参演张杨执导的剧情片《洗澡》。

1999年，与许亚军、原华合作出演青春爱情剧《一年又一年》，在剧中饰演何大海的女儿何丹丹；随后，出演沈好放执导的年代爱情剧《九九归一》，饰演贾富贵的初恋情人 。

2000年，与赵文瑄、朱媛媛合作出演革命题材电视剧《孙中山》；2003年，与焦恩俊、朴诗妍合作出演古装爱情剧《凤求凰》，饰演卓文君的贴身丫环雨童，而这也是刘希媛首次尝试装扮相。

2004年，与刘涛、陈紫函等领衔主演的古装神话剧《白蛇传》播出，饰演与母亲相依为命的连翘；同年，参演张庭、徐峥主演的古装喜剧《满汉全席》。

2006年，与舒畅、焦恩俊合作主演的穿越魔幻剧《魔幻手机》播出，饰演真诚善良的肖楚楚；2007年，出演黄健中执导的古装传奇剧《越王勾践》；随后，与焦恩俊、周扬、刘晓庆合作出演古装神话剧《宝莲灯前传》，饰演东海四公主敖听心；8月，参加安徽卫视时尚美妆节目《美丽俏佳人》的录制，而这也是她首次参加综艺节目。2008年，主演延艺执导的侦探情感剧《特殊争夺》，饰演外表文静单纯可人的女特务宛秋。

2009年，搭档舒畅主演伦理剧《无量天》，并在剧中饰演报社记者刘箫；随后，出演丁柳元执导的年代传奇剧《江姐》，饰演地下党员李歆林；同年，她还出演了周伟执导的犯罪悬疑片《疯狂的玫瑰》。

2010年，主演付宁执导的家庭伦理剧《兄弟车行》，饰演心地善良的徐曼；2012年，与秦海璐、岳秀清合作出演家庭温情剧《全家福》；同年，出演周伟执导的青春喜剧片《李可乐寻人记》；

2014年，出演余明生执导的魔幻喜剧《魔幻手机2傻妞归来》，饰演专情且可爱的楚楚；7月，与苑冉、邵思涵合作出演古装传奇剧《医圣》，饰演正义，嫉恶如仇的赵凌烟；8月，在谍战悬疑剧《绝地刀锋》中，饰演183团电讯科台长张琴梅。

2015年，搭档战菁一主演都市情感剧《我是你的百搭》，在剧中饰演服装设计师毕然；2016年12月，主演习辛执导的家庭伦理剧《娘亲舅大》，饰演佟家长嫂贾丽红。2017年，主演习辛执导的都市情感剧《我的仨妈俩爸》；4月，与搭档苗圃出演近代传奇剧《桃花依旧笑春风》，并在剧中饰演头脑简单、自私泼辣的冯腊梅。

2018年12月，出演赵丽颖、冯绍峰主演的古代社会家庭题材剧《知否知否应是绿肥红瘦》播出，并在剧中饰演盛明兰的生母，后因难产而死的卫小娘。