2005年度影視十佳新星之一
1999年，劉冠翔考入北京電影學院99級表演系本科。
2001年，還在北京電影學院讀大二的劉冠翔接拍了古裝劇《大漢天子》，飾演漢朝名將李陵。
2003年，主演電視劇《情斷上海灘》飾演正義巡捕白塵。
2004年，參演馬景濤主演的清朝秘史劇《太祖秘史》，飾演葉赫貝勒金臺吉。同年，拍攝電視劇《非常24小時》，飾演一名日本人“秋山峻”。
2005年，在神話劇《寶蓮燈》中扮演東海八太子敖春。奪得2005年度影視十佳新星。
2006年上半年，由于拍戲受傷，劉冠翔迫不得已耽擱了半年的拍戲時間。
2007年，已經完全康復的他在涿州和吳倩蓮合作拍攝古裝戲《北魏馮太后》，在其中飾演孝文帝拓跋宏。
2009年，參演《新水滸傳》，飾演出身底層的草根英雄拼命三郎石秀。在劇中，劉冠翔蓄胡須操刀賣豬肉，無論相貌還是氣質均與此前飾演的角色大不相同。
2011年，主演《國家命運》，飾演兩彈元勛鄧稼先。該劇是以“兩彈一星”的發展歷程為主線，真實再現中國人依靠自己力量研制試驗原子彈、導彈和人造地球衛星的艱巨歷程。
2013年，在作家桐華小說《云中歌》改編的電視劇《大漢情緣》中出演城府頗深，思想縝密的大內總管于安。