早年经历
刘冬沁中学就读于湖南省长沙市第一中学。2012年，刘冬沁参加艺考，最终以全国第七名的成绩考入上海戏剧学院，专业为表演系；在大学就读期间，刘冬沁被华谊兄弟经纪公司发掘并签约。
演艺经历
2015年7月，在由刘诗诗、郑恺主演的都市情感电视剧《那年青春我们正好》中饰演肖小军的发小高旗。10月，参演根据郭敬明同名小说改编的玄幻电视剧《幻城》，饰演冰族属国熊族王子辽溅，为了王和胜利放弃作为战士的尊严，舍生忘死。
2016年5月9日，刘冬沁出席电视剧《那年青春我们正好》发布会。10月7日，主演的都市科幻网络剧《我不是妖怪》在优酷土豆上线，在剧中刘冬沁饰演狂族四大主帅成员之一陈可破，拥有不死之身。
2017年1月28日，刘冬沁参加以“欢动万家夜，爱暖中国心”为主题的北京台春节联欢晚会，与李晨、杨旭文和梁译木等人演唱歌曲《冲向巅峰》。2月，在以滑雪为题材的都市悬疑剧《东山晴后雪》担任男主角。之后，主演青春电影《草样年华》。11月，主演悬疑刑侦网络剧《法医秦明2清道夫》，在剧中饰演秦明，开启探案故事。
主要作品
参演电视剧
东山晴后雪 2017
法医秦明2 2017
我不是妖怪 2016-10-07
幻城 2016-07-24
那年青春我们正好 2016-05-10
参演电影
草样年华 2018
综艺节目
2016-09-12 浙江卫视《言值大作战》
2016-07-21 爱奇艺《姐姐好饿》
杂志写真
《OK！精彩》2016年第21期