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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 Mnet20'sChoice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SteveJobs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）
