2011年出演聚男小编网络门户剧《钱多多嫁人记》，该片入围戛纳电视剧节；与林心如义气相挺友情出演《倾世皇妃》温静若一角；与李宗翰合作《景德镇》饰演女一赵玉茹；主演了由贾一平导演的《幸福满屋》；连续接了两部战争戏《两个女匪王》《智取华山》，皆饰演女一号。2012年2月客串电视剧《千局百计》（又名：《没有硝烟的战争》）；3月底，在家庭伦理剧《贤妻》饰演女一号韩大芸，与保剑锋四度合作；7月底，在香港导演何树培与成志超担纲执导的近代传奇电视连续剧《迷局1931》中饰演双面间谍杜鹃；9月，出演电影《恋者多喜欢》女一号程雨，这是刘涛主演的第一部电影；10月，客串大型古装神话青春偶像剧《刘海砍樵》，饰演狐仙并出演现代都市情感大戏《今夜天使降临》；12月，出演赵宝刚导演的电视剧新作《老有所依》，饰演女一号江木兰。 2014年2月14日发行首张个人音乐专辑《最好的时光》。4月，参加由湖南卫视明星姐弟自助远行真人秀节目《花儿与少年》，担任嘉宾角色“四姐”。

2015年02月18日，刘涛在2015央视春晚上，演绎小品《一定找到你》。同时，主演电影版《咱们结婚吧》于4月2日上映。与高圆圆、姜武、李晨、郭碧婷、郑恺、陈意涵、王自建联袂参演。2015年6月13日，刘涛出席第十八届上海国际电影节。 9月19日，与胡歌合作主演的古装电视剧《琅琊榜》在北京卫视、东方卫视播出，在剧中刘涛饰演“霓凰郡主”一角。11月30日，与孙俪合作主演的《芈月传》于东方卫视、北京卫视播出，刘涛饰演芈姝。2016年4月，刘涛、蒋欣、王子文主演的都市职场女性剧《欢乐颂》播出 。9月16日，刘涛“霓凰郡主”蜡像入驻北京杜莎夫人蜡像馆。

刘涛第一部作品是在《外来媳妇本地郎》饰胡幸子刘涛成功扮演了这个外来媳妇，一个精明势利的上海姑娘，在《天龙八部》中她对阿朱的诠释赢得了观众的一致认可，被誉为是可以和当年港版《射雕》里黄蓉一角相提并论的经典角色 ；她结婚前最后作品《女人花》中，被认为是演技大突破，在唱腔和身段方面均拿捏得恰到好处，受到一致好评。