บทบาทแรกที่หลิวได้รับได้แก่ภาพยนตร์โรแมนติกเรื่องปักกิ่งเลิฟสตอรี่ และได้รับเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลนักแสดงหน้าใหม่ยอดเยี่ยมในงานเทศกาลภาพยนตร์นักศึกษาปักกิ่ง ครั้งที่ 22[10]

ค.ศ. 2015 หลิวแสดงนำในภาพยนตร์ตลก แก๊งม่วนป่วนเยาวราช[11] และได้รับรางวัลหฺวาติ่งอะวอดส์สาขานักแสดงหน้าใหม่ยอดเยี่ยมจากผลงานเรื่องนี้[12] ในปีเดียวกันหลิวแสดงในซีรีส์ ช่วงเวลาที่ดีของเราซึ่งดัดแปลงจากวรรณกรรมเยาวชนภาษาจีนชื่อเดียวกันและออกฉายออนไลน์ทางเว็บไซต์อ้ายฉีอี้[13] ซีรีส์นี้เป็นผลงานซีรีส์ชุดแรกของหลิว และได้รับเสียงตอบรับที่ดี[14] เขาได้รับรางวัลนักแสดงหน้าใหม่ยอดนิยมในงานเทศกาลอ้ายฉีอี้ออลสตาร์คาร์นิวัลประจำ ค.ศ. 2016[15]

ค.ศ. 2017 หลิวแสดงเป็นนายพลซู่ ยฺวี่ในภาพยนตร์ชาตินิยมอิงประวัติศาสตร์ The Founding of an Army ซึ่งเป็นภาคต่อของมังกรสร้างชาติ[16] และได้ร่วมแสดงในภาพยนตร์แนวปริศนาอิงประวัติศาสตร์ ตำนานอสูรล่าวิญญาณ ซึ่งกำกับโดยเฉิน ข่ายเกอ[17] นอกจากนี้ในปีเดียวกันเขายังได้รับบทนำในซีรีส์กำลังภายในอิงประวัติศาสตร์เรื่อง มหาบุรุษพลิกแผ่นดิน 2 ซึ่งเป็นภาคต่อของมหาบุรุษพลิกแผ่นดิน[18] ทั้งตัวซีรีส์และหลิวได้รับคำชื่นชมอย่างมาก[19]

หลิวได้รับบทนำในภาคต่อของแก๊งม่วนป่วนเยาวราชได้แก่ แก๊งม่วนป่วนนิวยอร์ก[20] และได้รับเสนอชื่อเข้ารับรางวัลดอกไม้ร้อยดอก (en) สาขานักแสดงนำชายยอดเยี่ยม ซึ่งเขากลายเป็นนักแสดงชายที่อายุน้อยที่สุดที่ได้รับเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลนี้[21] นิตยสารฟอบส์ไชนาจัดอันดับให้เขาอยู่ในรายชื่อ 30 Under 30 Asia 2017 ซึ่งจัดอันดับชาวเอเชียผู้มีอายุน้อยกว่า 30 ปีและทรงอิทธิพลมากที่สุด 30 อันดับแรก[22] ใน ค.ศ. 2020 หลิวแสดงนำใน แก๊งม่วนป่วนโตเกียว ซึ่งเป็นภาคสามของภาพยนตร์ชุดนี้[23]