刘丹，出生于黑龙江省哈尔滨市，中国内地影视、话剧女演员，毕业于北京电影学院。

刘丹是个地道的哈尔滨女孩，父亲刘明凯是当地有名的骨科医生，少时受父亲的影响，她的理想是成为一名白衣天使。1987年，李文歧执导的剧情片《雪城》在哈尔滨拍摄，剧组里的一位演员找到刘丹的父亲看病。在诊治时，剧组的工作人员一眼就相中了长相机灵的刘丹，便把她带到了剧组里，让她在剧中饰演了男主角的妹妹。刘丹在这部剧的戏份并不多，但几乎每场都是一条过，这让导演李文歧察觉到刘丹的表演天赋，于是就劝她去考电影学院。

刘丹曾考过两次北京电影学院，第一次是在她14岁时，她考进了哈尔滨青年宫的表演训练小班，当时的任课教师是哈尔滨话剧院的导演高兰。刘丹从上千人的选拔中成为了进入最后一轮的26人之一，但最终因年龄太小而落选。

第二次则是在她16岁时，在同一个考点，她和王劲松一起从2千多人中脱颖而出，被主考官齐士龙招进了北京电影学院表演系1990班，并与黄磊、姜武等成为大学同学。从北京电影学院毕业后，刘丹进入中国国家话剧院（前中国青年艺术剧院）工作，成为了一名话剧演员。

1991年，刚进入大学的刘丹便与闾汉彪合作出演了电视剧《泽国晨钟》。1996年，刘丹参演了由宫晓东、田迪执导的喜剧《小井胡同》，在剧中饰演精明世故的石婶。1999年，参演了警匪剧《刑警本色》，她在剧中饰演男二周诗万的情人肖丽萍，该剧播出后获得了第18届中国电视金鹰奖长篇电视剧优秀奖。

2000年，刘丹参演了时代剧《百戏人传奇》，在剧中饰演青帮十九姨太黄凤。2001年，刘丹在由李家琦执导的爱情剧《都市丽人行》中饰演聪慧果敢的柳飞飞。2002年，刘丹与周杰、戴军合作出演了都市爱情剧《说出你的爱》，在剧中饰演精明干练的罗美萍。同年，刘丹再度与李文歧合作，参演由其执导的战争剧《林海雪原》，并在剧中饰演许大马棒的压寨夫人蝴蝶迷。

2003年2月，刘丹参演的陈雨田执导的情感剧《瑞雪飘飘》播出；11月，她赴日参演由日本朝日电视台出品的45周年台庆爱情剧《流转的王妃，最后的皇弟》，在剧中饰演清朝末代皇后郭布罗·婉容。此外，刘丹还在这一年主演了刑侦悬疑剧《最高利益》。2004年8月，参演的司法剧《女子监狱》播出。2005年，刘丹出演了战争剧《杨靖宇将军》；同年，她还参演了电视剧《情归》。

2006年10月，刘丹与杨立新、孙卓合作主演的爱情剧《棉花儿盛开》播出，她在剧中饰演女副乡长常志宏，而这也是其首次担任女主角；11月，她与白珊、岳跃利合作主演的亲情剧《悠悠寸草心》播出，该剧在播出后收视率突破7.9%，并入选年度十大最佳电视剧集，其个人也凭借饰演冬生患病的前妻翠娥一角被大众所熟知。

2007年5月，刘丹与奇道联合主演的剧情片《夜车》上映，她在片中饰演正直的法警吴红燕，这是其首次出演电影，她也凭借该片获得阿根廷第十届布宜诺斯艾利斯电影节最佳女演员奖；12月，她与白珊、岳跃利二度合作主演的亲情剧《悠悠寸草心2》播出，其在剧中依然饰演翠娥。2009年，刘丹出演的由李成儒执导的电视剧《龙须沟》播出，其在剧中饰演性格刚烈的窑姐红喜。2010年，她出演了由唐大年执导的都市家庭剧《80后的儿子50后的爸》。

2011年5月，刘丹与梁凯馨合作主演了剧情短片《硬币》，她凭借该片获得东京“shortshorts”国际短片电影节亚太地区最佳女演员；8月，主演的悬疑犯罪剧《生死大营救》播出，她在剧中饰演特殊学校的聋哑校长张亚男。2012年4月，刘丹参演的都市情感剧《双核时代》播出；而其与杜源合作主演的电视剧《笑脸》也于同年播出。

2013年10月，刘丹成功地完成了能剧《羽衣》的演出，如愿带上了那个象征着少女的面具，同时也成了第一个在日本主演传统能剧的中国人。2014年3月，刘丹第四次与李文歧合作，在播出的情感剧《返城年代》中饰演知青李玖。2015年5月，刘丹主演的剧情片《送别》上映，其在片中饰演车间下岗女工董凤琴。

2016年10月，刘丹参演的由王一淳自编自导的犯罪青春片《黑处有什么》上映，在片中饰演曲靖妈妈。

2017年5月，参演的青春校园片《小情书》上映。

2018年，刘丹在上映的电影《冥王星时刻》中饰演干练率性制片人丁宏敏，该片也于之后入围了第71届戛纳电影节平行单元；10月12日，参加第二届平遥国际影展。

2020年1月，刘丹主演的剧情长片《她房间里的云》上映，该片也在之后相继获得了第三届平遥国际电影展-发展中电影计划·添翼计划奖、第49届荷兰鹿特丹国际电影节金虎奖；8月，刘丹参演的都市情感悬疑网剧《摩天大楼》播出，在剧中饰演摩天大楼的保洁员叶美丽。

2021年1月，刘丹参演的剧情片《没有过不去的年》上映，她在片中饰演王家的大妹王向藜；7月，参演的青春剧情电影《盛夏未来》上映，她也凭借在片中饰演班主任提名第35届中国电影金鸡奖最佳女配角奖；8月，参演的由张开宙执导的家庭情感剧《乔家的儿女》播出；11月，在播出的都市爱情剧《爱很美味》中饰演精明果敢的朱总。

2022年1月，刘丹与白敬亭、赵今麦等人合作主演的时间循环短剧《开端》播出，其在剧中饰演绝望的母亲陶映红，而她也因此获得了第13届青年电影手册年度突破表演奖；8月，与吴倩、秦俊杰合作主演的都市爱情网剧《恋爱的夏天》播出；10月，与乔欣、马思超合作主演的爱情奇遇网剧《在你的冬夜里闪耀》播出；11月，参加第35届中国电影金鸡奖颁奖典礼；12月，参演的中国共产党第二十次全国代表大会献礼剧《县委大院》播出；

2023年3月，参演的《大江大河3》开机；4月28日，参演的青春爱情电影《这么多年》上映；7月4日，主演的电影《乘船而去》入围第十七届FIRST青年电影展剧情长片；9月24日，主演的电视剧《泳往直前》开播；10月18日，参演的网剧《仿生人间》播出；10月19日，参演的《相亲相爱》播出；10月26日，参演的网剧《破悬案》开机；10月27日，参演的电影《白塔之光》上映；11月1日，参演电视剧《极速悖论》播出；11月29日，主演的电影《红辣椒俱乐部》上线。12月10日，参演的电视剧《鸣龙少年》定档播出。

2024年1月8日，参演的电视剧《大江大河之岁月如歌》播出；2月10日，出演的电影《我们一起摇太阳》上映；4月12日，主演的电影《乘船而去》上映。