1979年考入解放军艺术学院表演系。1983年毕业于解放军艺术学院戏剧系，毕业后分配到新疆乌鲁木齐军区 话剧团任演员。1985年首次在电影《二子开店》中参加演出。1986年因成功拍摄《无悔追踪》而走红。 1987年调到北京军区战友话剧团。1990年，刘佩琦在《女模特风波》中扮演一个大学生。1991年，刘佩琦抓住了与张艺谋合作的机会，在影片《秋菊打官司》中出演了只有7场戏的小角色 。1994年刘佩琦又凭借其在电影《二嫫》里的表演在洛加诺国际电影节上获得四项奖项 。1996年底，刘佩琦又在《离开雷锋的日子》中扮演撞死雷锋的乔安山，该片创下当年票房纪录。 此外刘佩琦还参加拍摄了《无悔追踪》等大量电视剧 。1996年调入中央实验话剧院（中国国家话剧院），国家一级演员。1997年，刘佩琦调到了中央实验话剧院，妻子孟天骄也从总机班调到了北影画报社，他们的事业也渐有起色。2000年刘佩琦与斯琴高娃、雷恪生，三位老戏骨合作出演《大宅门》，饰演三爷 。2001年与尤勇、陈瑾等人主演的电视剧《大法官》，在剧中出演了一位处世不乱、内功深厚的很会做官的法院院长--陈默雷 。2002年主演电视剧《团圆两家亲》，在片中刘佩琦、吕丽萍分饰男女主角，剧中他们扮演多年前的恋人，偶然的重逢不免让他们陷入了感情纠葛，而王刚在剧中是半路上杀出个程咬金，对“洋”味十足的面包房女老板吕丽萍情有独钟，于是土里土气的饺子馆老板刘佩琦心生醋意，一段啼笑皆非的故事就这样开始了 。2003年刘佩琦将一改以往的小人物形象，在电视连续剧《强制执行》中出演法院院长白天 。2003年与宁静、萧蔷等主演电视剧《大马帮》，饰演杨正才 。2004年出演著名导演袁军导演的电视连续剧《红色娘子军》，饰演反面角色南霸天并与殷桃、王伟等主演合作。2008年主演电视剧《天下兄弟》，在剧中刘佩琦出演一个农民，有3个儿子。儿子的扮演者分别是聂远、吴健、董勇。聂远和吴健演的还是双胞胎 。2011年主演电视剧《杨善洲》，饰演只为公家办事、不顾自家苦乐的“公家老爸” 。2012年主演电影《雨中的树》，饰演程世新 。2012年刘佩琦、沈丹萍领衔主演的电影《咱们的工会主席》，主演刘佩琦在桂林与王远文共同上班、下班，进企业、下车间，体验了工会主席的真实生活 。2013年首次担任导演兼主演拍摄大型温情励志剧《幸福相依》，剧中斯琴高娃、祝希娟、雷恪生、王茜华等人的鼎力加盟，为该剧增色不少 。2013年出演导演郭宝昌执导的话剧版《大宅门》，饰演让人又爱又恨的三爷白颖宇 。2013年4月刘佩琦在厦门拍唯美暖情剧《心肝宝贝》，并于剧中饰演严父，对纯朴的前女婿李冬阳颇为严苛 。2013年刘佩琦与李雪健、陶慧敏共同主演家庭伦理剧《有你才幸福》，饰演康老师 。2014年刘佩琦与陈道明、巩俐等主演张艺谋执导的电影《归来》 。2014年3月与刘劲、刘之冰、聂远等主演型革命战争题材电视剧《掩不住的阳光》，饰演曾山 。