孔刘在大学初年考入Mnet，任职VJ，如他所言，能兼职VJ对当年的大学生们别具吸引力，既时髦、亦代表英语能力好。其后，亦以优秀的外型出任服装模特儿。
2001年初，KBS电视台的《学校4》开拍选秀，孔刘落选，但半年后，孔刘在活动中重遇《学校4》导演，孔刘努力争取表现，被给予机会而参演电视剧，在2001年11月11日以糖果男孩黄泰英一角正式出道踏入演艺圈。
2002年，孔刘参演电视剧《无阻的爱》及《总是忐忑不安》，先後饰演徐景杰及朴振浩两角色，并以前者的表现获得以提名竞逐2002年度的KBS演技大赏男子新人演员奖。
2003年他饰演电影《我的野蛮女老师》中的李宗修，亦在电视剧《二十岁》中饰演徐俊，在《梦想的屏幕》中饰演姜俊表，亦以後者的表现得到同年SBS演技大赏最优秀新演员奖。
2005年主演电视剧《饼干老师星星糖》饰演朴泰仁，同时参与电影《校园卧底》的演出，饰演姜鲁荣一角。经历过各种不同角色演练后，孔刘终于在2006年以电视剧《精彩的一天》中沉稳内敛的徐乾一角，获取同年MBC演技大赏中迷你剧集类的演技奖。2007年在改编自电玩游戏的日本电影《如龙》中出演其中的杀手朴哲，亦以电视剧《咖啡王子一号店》中时尚亲切的崔汉杰角色，获得MBC演技大赏优秀男演员奖项。
2008年1月14日至2009年12月8日，孔刘入伍从军，期间曾出任韩国国防弘报院国军广播电台《孔刘等待的20时》节目主持人，该节目同步以网路向全球播出，创下不亚于同时段当红商营广播节目的收听率。同时，他亦曾兼任国军电视台《将兵歌谣BEST》节目VJ一职。
2012年孔刘出演电视剧《BIG》，再次分饰跳脱的姜景俊及稳重和蔼的徐允在两个不同角色。
2016年在电影《男与女》中，尝试激情戏份，演绎沉溺于不伦之恋的基洪一角。亦在灾难电影《釜山行》中挑战演技与动作饰演主人公石宇，该片率先受邀于第69届戛纳国际电影节午夜展映单元亮相，其后累计以1,156万多观影人次成为2016年韩国最高票房纪录电影。9月，在美国华纳兄弟娱乐公司在韩国首部投资电影《密探》中，饰演韩国人民独立运动义烈团领导者金优进。12月，出演电视剧《孤单又灿烂的神-鬼怪》，演绎纵横古今、永生不灭的灶火精灵金信，并以此角色的表现在2017年获得第53届百想艺术大赏电视部门最佳男演员奖及第5届美国DramaFever大奖最佳男演员奖项；该剧除了同时在此大奖中获得最佳剧情类奖项外，最后亦以20.5%的收视率创下韩国有线电视频道戏剧类最高收视纪纪录。
2018年，在“福布斯韩国名人榜”中排名第24位。
2019年，出演电影《82年生的金智英》，饰演女主人公金智英的丈夫。亦参演以寻找长生不老灵药传说为素材改编而成的现代版电影《徐福》，饰演一名即将面临死亡的前情报员，与获得永生秘密的首个人类复制人同行的故事。
徐福2020
饰演基宪 导演李勇周 主演朴宝剑
82年生的金智英2019
主演郑裕美
密探2016
饰演金优进 导演金知云 主演宋康昊, 韩志旼, 申盛禄
釜山行2016
饰演石宇 导演延相昊 主演马东锡, 郑裕美, 崔宇植
男与女2016
饰演基洪 导演李润基 主演全度妍, 李美兆, 朴秉恩
嫌疑者2013
饰演池东哲 导演元信延 主演朴熙顺, 刘多仁, 赵成夏
孤单又灿烂的神-鬼怪2016
饰演金信 导演李应福 主演李栋旭, 金高银, 刘仁娜
恋爱操作团：Cyrano2013
饰演魔术师(客串) 导演姜京勋 主演郑裕美, 崔秀英, 李钟赫
BIG2012
饰演徐允在 导演全基尚 主演李珉廷, 裴秀智, 张熙珍
咖啡王子1号店2007
饰演崔汉杰 导演李允贞 主演尹恩惠, 李善均, 蔡贞安
精彩的一天2006
饰演徐乾 导演申玄昌 主演成宥利, 李沇熹, 南宫珉
饼干老师星星糖2005
饰演朴泰仁 导演吴钟录 主演孔晓振, 崔如真, 金多贤
韩国青龙电影奖
▪ 2011 第32届 韩国青龙电影奖最佳男演员奖 熔炉 （提名）
▪ 2011 第32届 韩国青龙电影奖最佳人气明星奖 熔炉 （获奖）
韩国百想艺术大赏
▪ 2017 第53届 韩国百想艺术大赏电视类最佳男演员奖 孤单又灿烂的神-鬼怪 （获奖）
▪ 2012 第48届 韩国百想艺术大赏电影类最佳男演员奖 熔炉 （提名）
韩国春史电影奖
▪ 2017 第22届 韩国春史电影奖最佳男演员奖 釜山行 （提名）
▪ 2014 第19届 韩国春史电影奖最佳男演员奖 嫌疑者 （提名）
亚洲电影大奖
▪ 2016 第11届 亚洲电影大奖最佳男演员奖 釜山行 （提名）
美国DramaFever大奖
▪ 2017 第5届 美国DramaFever大奖最佳男演员奖 孤单又灿烂的神-鬼怪 （获奖）
▪ 2017 第5届 美国DramaFever大奖最佳情侣奖 与 金高银 （获奖）
KBS演技大赏
▪ 2012 2012年度 KBS演技大赏迷你剧集优秀男演员奖 BIG （提名）
▪ 2012 2012年度 KBS演技大赏最佳情侣奖 与 李珉廷 （提名）
▪ 2002 2002年度 KBS演技大赏男新演员奖 无阻的爱 （提名）
MBC演技大赏
▪ 2007 2007年度 MBC演技大赏优秀男演员奖 咖啡王子一号店 （获奖）
▪ 2007 2007年度 MBC演技大赏男演员奖 咖啡王子一号店 （提名）
▪ 2007 2007年度 MBC演技大赏最佳情侣奖 与 尹恩惠 （提名）
▪ 2006 2006年度 MBC演技大赏优秀男演员奖 精彩的一天 （提名）
▪ 2006 2006年度 MBC演技大赏迷你剧演技奖 精彩的一天 （获奖）
SBS演技大赏
▪ 2005 2005年度 SBS演技大赏迷你剧集优秀男演员奖 饼干老师星星糖 （提名）
▪ 2003 2003年度 SBS演技大赏新演员奖 梦想的屏幕 （获奖）
其他影视奖
▪ 2017 第14届 年度品牌大奖年度最佳男演员 （获奖）
▪ 2016 2016年度 韩国电影明星奖 男与女 （获奖）
▪ 2014 第22届 韩国文化演艺大奖电影类最佳男演员奖 嫌疑者 （获奖）
▪ 2013 第8届 首尔国际电视节韩流电视剧最佳男演员奖 BIG （提名）
综合类奖项
▪ 2017 2017年度 韩国广告商协会颁奖礼最佳广告代言人 （获奖）
▪ 2007 第1届 Mnet 20's Choice最佳风格奖 （获奖）
孔刘表现非凡，充满人文精神，主导电影《熔炉》的诞生，为无助者发声，终引致国会重新立法，加强对残障及性罪行受害人的保护；立下电影工作者对社会贡献的里程碑。被选为位列Steve Jobs后第二位最具创意演艺改革者。(MovieWeek最具创意演艺改革者评选委员会)
电影《釜山行》中并没有传统上的英雄角色，石宇一角设定为亳不出彩的平凡小人物，所以在选角阶段时困难重重。但孔刘看过剧本后，着眼于整部电影的完整度，对自己并不是中心英雄亳不介怀，希望能成为人群中一员并积极地参与，对此衷心感谢。 (延相昊导演评)
孔刘是自六十年代《误发弹》的金镇奎以来，首见的知识份子演员。(孔枝泳作家评)
孔刘的心性及灵魂非常干净透明，不管遇到什么作品都会把热情完全释放出来。这种素质对于经过不同作品与角色历练的演员来说，是非常不容易的。（宋康昊评）
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