刘天佐个人照
2006年，与王宝强、张国强、张译等联袂主演军事动作、青春励志剧《士兵突击》，饰演一级士官、许三多5班战友老魏。同年，参演农村题材电视剧《插树岭》，在剧中饰演牛栓柱。2007年，与杨烁、方慧、涩谷天马、三浦研一、谢孟伟联袂主演以抗战为背景的电影《神鹤》。
2008年，与张译、张国强、段奕宏、邢佳栋共同主演战争题材电视连续剧《我的团长我的团》，饰演绰号叫克虏伯的川军团炮兵时小毛。[2]
2009年，刘天佐在河北参与拍摄战争剧《为了新中国前进》，剧中他饰演爽直、贪吃，又有些怕老婆的牛玉合。[3]同年，参演由兰晓龙编剧、孔笙导演的电视剧《生死线》，饰演老实憨厚、重情重义的窦六品。
2010年10月，由知名导演程樯执导的喜剧电影《熊出没注意》在全国上映，刘天佐在剧中饰演四人组中的胖子红中。
2011年，与文章、姚笛、艾如联袂主演都市情感题材剧《裸婚时代》，在剧中饰演刘易阳的好哥们冬瓜。[4][5]同年，与杨烁、张铎、王黎雯、张佳宁共同主演电视剧《蚁族的奋斗》，饰演幽默风趣的外来打工仔冯大宝。[7][6]
2012年，都市情感剧《我的经济适用男》在东方卫视热播，刘天佐在剧中饰演IT公司职员、陈启中大学同学兼好友蔡军。[8]
2013年，与任泉、毕彦君、阎娜联袂主演32集家庭伦理剧《放开我的手》，饰演谢东伟。同年，与高露、袁文康共同主演微电影《告别囧途》并在片中饰演胖子一角。
2014年5月，与黄圣依、贾一平、张峻宁、林雪合作主演都市爱情喜剧电影《拆散专家》，饰演米兰的“拆散”利器贝塔。[9]同年，还参演电视剧《裸嫁时代》并饰演祝贺。[11]9月，与李易峰、杨洋、张智尧、魏巍合作超级季播剧《盗墓笔记》，饰演北派职业盗墓人王胖子。
2015年，与黄晓明、杨幂合作参演的电影《何以笙箫默》上映，在影片中饰演律师合伙人“老袁”一角。[10]
2016年，在都市情感大戏《嘿，孩子！》中饰演健身教练方乐一角。[13][12]10月14日参演《定制幸福》。
2017年，主演电视剧《大话西游之爱你一万年》，在剧中饰演天蓬元帅。
2018年1月参演《我的机器人男友》。[14]3月12日参演《梦想合伙人》饰演贾磊。8月10日，主演的电影《爱情公寓》上映，在剧中饰演王胖子。10月18日参演《盛唐幻夜》播出。
2019年，出演电影《“大”人物》，饰演三舅。10月21日，刘天佐领衔主演的科幻爱情轻喜剧《我的机器人男友》在浙江卫视周播剧场正式开播。同年参演的电影《艾特所有人》。11月，出演现实题材电视剧《在不安的世界安静的活》。
2020年参演的电影《刺杀小说家》。[1]4月出演《山海之机巧蒜泥》。[15]同年参演电视剧《安静》。[17]同年参演《在不安的世界安静地活》。[18]11月15日参演《鹿鼎记》[20]饰演吴三桂鳌拜。[21]12月13日主演检察法治剧《巡回检察组》，在剧中饰演常子龙。[22]
2021年2月12日参演的电影《人潮汹涌》在中国大陆上映；[22]2月12日参演的电影《刺杀小说家》在中国大陆上映；[23]4月参演电影《龙门阵》开机；[25]5月4日参演电视剧《理想照耀中国》在中国大陆首播；[24]8月25日主演的电视剧《理想的房子》在官方微博公布了演员阵容；[27]9月20日由刘天佐领衔主演的电视剧《理想的房子》正式全组杀青；9月22日领衔主演的现实主义悬疑网剧《暗房》在爱奇艺开播；[28]10月21日，参演的《突围》在中国大陆首播。[30]10月22日出演的电视剧《冰雪之名》上篇“冰雪情缘”开机。[29]12月8日，参演的电视剧《埃博拉前线》在中国大陆播出。[26]12月15日，参演的电视剧《雪中悍刀行》在中国大陆首播。[18]12月25日，参演的电视剧《冰雪之名》杀青并官宣阵容。[31]
2022年2月5日大年初五，特别出演的冬奥题材电视剧《冰雪之名》将登陆江苏卫视幸福剧场。[32]3月，参演的古装爱情轻喜剧《只此江湖梦》在横店开机。[33]4月28日，参演的电视剧《新居之约》首播。[34]同年，参演的电影《小妞“嫁”到》上映。[35]8月，据中国娱乐网消息，出演的电视剧《最遥远的距离》杀青。[36]9月15日消息，参演的电视剧《江河之上》杀青。[37]
个人生活情感生活刘天佐写真照
2011年刘天佐与演员方慧登记结婚。人物评价搜狐娱乐：
从早年《我的团长我的团》中的克虏伯，到《蚁族的奋斗》里的冯大宝，刘天佐所塑造的每个人物都有鲜明的个性特征。（网易娱乐评）在《士兵突击》《生死线》《裸婚时代》等剧中，刘天佐皆凭借其绝不雷同且不落俗套的演技征服了不少观众，特别是《裸婚时代》中的冬瓜一角，令刘天佐人气大涨。[16]参演作品参演电视剧39部全部2021年5月4日理想照耀中国饰 客串2022-04-28理想的房子饰 刘建东大话西游饰 天蓬元帅嘿孩子饰 方乐坐88路车回家饰 客串我的宝贝饰 郭伟达参演电影17部全部大人物饰 三舅爱情公寓饰 王胖子心理罪之城市之光饰 吴兆光夜袭饰 赵大力孙子从美国来饰 站长龙门阵
