2009年，劉心悠與藍(lán)正龍、柯有綸等合作愛(ài)情電影《愛(ài)到底·華山24》，與藍(lán)正龍?jiān)趧≈酗椦菀粚?duì)情侶;同年，參演《魚(yú)狗》，出演陳小幸一角，與張雁名在劇中飾演一對(duì)亡命鴛鴦。

2011年，劉心悠與劉詩(shī)詩(shī)、吳奇隆等演員合作穿越劇《步步驚心》，飾演馬爾泰·若蘭一角。

2012年，劉心悠與劉庭羽、楊恭如、惠英紅合作中國(guó)大陸電視劇《唐宮燕》出演孟芙;11月，主演電影《天生愛(ài)情狂》。

2013年，劉心悠與譚耀文、穆婷婷聯(lián)袂出演神話(huà)劇《土地公土地婆》的第三單元《美人照鏡》，飾演朱慰慈。

2013年9月10日，主演都市青春喜劇電影《4B青年之4樓B座》在中國(guó)大陸上映;

2014年，出演《步步驚情》，飾演馬伊諾/整容后的藍(lán)蘭。7月，主演張家輝首次執(zhí)導(dǎo)的靈異電影《盂蘭神功》。