2012年，与杨紫、张一山主演《老爸回家》。该剧讲述了身患绝症的霍启带着毫无血缘关系的小女儿霍聪回到已离婚十年的前妻家，从而引发了一系列啼笑皆非的故事。刘威凭借出色的表演，迅速走进了年轻人的视线。

2013年，刘威主演《摩登岳父》，同年又与郭德纲合作《济公传之活佛登基》，并参演抗战剧《*寇决》。2014年，在《平凡的世界》中饰演孙玉厚，并担任该剧的艺术总监。

2015年，刘威与斯琴高娃主演电视剧《苦乐村官》，同年又参演李三林指导的《女儿红》，2016年有主演电视连续剧《我的父亲我的兵》，2019年参演任嘉伦、谭松韵主演的《锦衣之下》。

2021年，刘威又参演了都市情感剧《甜蜜》，家庭生活轻喜剧《生活万岁》，电视剧《百炼成钢》,抗疫电视剧《中国医生》，党史剧《理想照耀中国》等影视剧角色。