1993年，还在念中学的刘芳毓被导演朱江华选中，拍摄了电视剧《心雨》，又因偶然的机遇，在电影《红风筝》中饰演了女主角“兰花”，从此喜欢上了演员这个职业。
高中毕业后报考北京电影学院，之后签约东仑传媒。曾担任过中央电视台《体育商城》、《快乐中国》栏目主持人。2008年，成立了自己的公司：北京中泰弘影视文化发展有限公司 [7-8] 。
1997年，参演李森导演，柳云龙、陈建斌主演的《凤求凰》中饰演玉溪。
1998年，在拍摄的历史电视剧《上官婉儿》中饰演传儿；同年，在拍摄的古装电视剧《还珠格格》中，饰演彩霞 。
1999年，由丁荫楠导演，杨立新主演的央视开年大戏《海瑞》中饰演翠巧；同年，参演由冯远征、李保田主演的电视剧《烟壶》中，饰演春红。
2000年，参演范秀明导演，曾志伟、汪明荃主演的电视剧《镜花缘传奇》中饰演菊花仙子。
2002年，由张国立领衔主演的40集电视剧《欢喜姻缘》中，一人分饰两个不同性格、同父异母的姐妹“仙儿”和“灵儿”。
2006年，在拍摄的电视剧《最美丽的事》中饰演女主角刘春兰，演绎一位时间跨度四十多年的角色。
2007年，央视八套黄金档播出的的电视剧《记忆之城》中饰演程婉仪一角，演绎了荧屏上贞烈女子形象 。
2008年，拍摄了由刘芳毓、赵毅主演的电视剧《小鼓大戏》中饰演女主角桂儿，该片荣获了第25届中国电视金鹰奖[11-12] 。
2009年，在拍摄的《闪婚》中，彻底改变形象，出演了心直口快、没心没肺的泼辣女“古丽”，颠覆了贤妻良母型的“好女人”形象；同年，在拍摄的电视剧《包青天之七侠五义》中，刘芳毓饰演朱瑛一角，演绎了集温婉可人和勇敢正义于一身的盐帮帮主[13-14] 。
2011年，由香港卢伦常导演执导的家庭伦理轻喜剧《媳妇是怎样炼成的》中饰演钱红，演绎了一位为了与前夫复婚费尽心机，把儿子当成复婚筹码的“刁蛮前妻” 。
2012年，在拍摄的电影《尉迟恭》中，饰演尉迟恭妻子苏玉梅一角，该影片荣获了第22届旧金山环球电影节最佳影片奖 。
2014年，在拍摄的《保卫人祖山》中，饰演军人的妻子玉琴一角；同年，在拍摄的电影《三打三捷》中饰演粗通文墨、善于察言观色，历史上被称为“五妹子”的阎慧卿[17-18] 。
2015年，在拍摄的电视剧《铁血将军》中，与侯勇领衔主演，饰演将军范筑先的夫人武治国一角，演绎一位温婉贤淑、有着爱国亲民豪义之气的中国传统妇女；同年，在拍摄的电影《甲骨文密码》中担任出品人兼制片人[19-20] 。
2016年，参演由吴子牛导演的央视重点大戏《于成龙》中，饰演“韦采蘩”。
2018年，刘芳毓身为出品人，制作拍摄了红色青春主旋律电视剧《奔向延安》，并出演了性格倔强，意志坚定，不爱红装爱武装的鲁艺音乐系协理员“叶作舟”。
2019年，出品并主演了电影了电影《国宝险途》，成功地诠释了一位足智多谋、英勇善战的民兵女队长“赵晨英”。
2020年，参演了华策影视制作的国家重点剧目《绝密使命》，饰演了“阿庆嫂”式的地下共产党员“黄玉莲” ；同年，刘芳毓与张丰毅在现代剧《一枝一叶总关情》中饰演夫妻 ；年底，拍摄了由著名导演杨亚洲执导的电视剧《经山历海》 ，剧中饰演朴实善良的“黄花” 。
2021年4月18日，刘芳毓主演的电视剧《绝密使命》播出。
2012年6月，作为嘉宾出席“闪亮的回家路—2012中国人口福利基金会寻子基金艺术善品慈善拍卖盛典”。晚宴上，为帮助更多走失儿童能够重新回到父母怀抱，刘芳毓特意捐出自己格外珍惜的钧窑瓷器，并表示：“希望孩子们能够早日回家”。
2012年11月30日，做客北京电视台科教频道《非常父母》节目，为观众讲述了她的“干儿子”——“钢琴盲童”刘浩艰难的成长经历。
2014年8月20日，亮相第22届旧金山环球电影节开幕式，凭借着极具东方古典美的“尉迟恭”京剧脸谱旗袍，惊艳了全场。
2014年11月2日，刘芳毓与山西省文联副主席、电视艺术工作者、制片人赵建平举行婚礼。
无论在荧屏上还是生活中，刘芳毓总会给人一种“好女人”的感觉。从电视剧《记忆之城》中的“程婉仪”到《铁血将军》中的武治国，刘芳毓都把中国传统女人所具有的温柔、善良、宽容、仁慈表演得淋漓尽致 。（新华网评价）
演员刘芳毓从影多年塑造过很多经典的荧屏形象，从老版《还珠格格》中彩霞的不为人知到《闪婚》里古丽的家喻户晓，刘芳毓凭借踏实的心态和日趋成熟的演技在影视圈开创了自己的一番天地。生活中刘芳毓处处留意，细心观察，不断地积累。正是这种“体验人生”的态度，使她不急功近利，使她不急不躁，有着健康平和的心态。刘芳毓所深藏的潜力，无论她饰演什么角色，揣摩剧中人物的神韵及内涵，刘芳毓的演技已能充分掌握和融入剧情，完全超脱了原来的自我格局 。（新浪网评价）
