1990年，劉玉玲正式步入影壇，接拍其第一部電影《貝弗來(lái)山90210》，在這部電影中，劉玉玲扮演一個(gè)女招待的角色。之后，她在1995年獨(dú)立影片《Bang》中她飾演一名妓女，她還在《甜心先生》中得到過(guò)一個(gè)小角色。1997年，她出演了電視劇《甜心俏佳人》。
1999年，她先是在克林特?伊斯特伍德自導(dǎo)自演的影片《真實(shí)罪行》中扮演一個(gè)死于非命的小商店店員，接著又在梅爾-吉布森主演的犯罪題材動(dòng)作片《危險(xiǎn)人物》中出演黑幫首領(lǐng)的情婦，年底她還在安東尼奧?班德拉斯和伍迪?哈里森主演的講述拳擊手生涯的影片《玩到死》中搖身一變成為搭車女郎。后又與卡蒙-伊萊克特拉在《MatingHabitsoftheEarthBoundHuman》中演對(duì)手戲。
2000年，劉玉玲與卡梅倫?迪亞茲、茱兒?巴里摩爾合演《霹靂嬌娃》系列。2003年，劉玉玲在《殺死比爾》中的表演，為她贏得了MTV電影獎(jiǎng)最佳反派。2006年劉玉玲唯一現(xiàn)身屏幕的影片是《幸運(yùn)數(shù)字斯萊文》，劇中她飾演喬什?哈奈特戀上的一名女孩。2006年也是劉玉玲踏入執(zhí)行制片人行列的一年，她制作了一部講述1956年匈牙利革命的紀(jì)錄影片《自由的憤怒》，制作并主演了影片《惡報(bào)》和《清除代碼》。
2008年，劉玉玲在《功夫熊貓》中配音的是一條身手不凡的“美女蛇”。2011年，她加盟警匪劇《南城警事》第四季。
2012年，劉玉玲成為CBS版的福爾摩斯《基本演繹法》中華生的扮演者。同年11月2日，她出演的動(dòng)作電影《鐵拳》在美國(guó)上映。
2013年1月13日，第70屆美國(guó)電影電視金球獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在美國(guó)洛杉磯比弗利山比弗利希爾頓酒店舉行，劉玉玲亮相紅毯。同年，她入圍奧斯卡金像獎(jiǎng)會(huì)員。
2014年4月，劉玉玲與休?杰克曼、喬納森?格羅夫一同公布第68屆托尼獎(jiǎng)提名名單。