早年经历
刘俊孝出生于宁夏回族自治区，他大学就读于四川师范大学电影电视学院表演系本科班，并系统地学习了表演；在校期间，他还出演了学校组织的《终身大事》、《合同婚姻》等多部话剧。2006年，还在读大二的刘俊孝参加了山东卫视选秀娱乐节目《天使任务》的比赛，获得全国总决赛男生组前三甲；之后，刘俊孝得到了导演叶鸿伟的赏识，并获得了出演电视剧《会有天使替我爱你》的机会。
演艺经历
2007年，出演李承铉、李思思、金桢勋主演的爱情偶像剧《会有天使替我爱你》，在剧中饰演与那露相恋的牧洋，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，出演厉娜、阳蕾、袁嘉乐主演的青春偶像剧《那小子真帅》。
2008年，出演王硕执导的年代情感剧《人间烟火》，在剧中饰演有情有义的徐海。
2009年，与窦智孔、杨蓉合作主演年代情感剧《鲁冰花》，在剧中饰演翁秀子青梅竹马的玩伴高大宝。
2011年，与戴娇倩、霍政谚、张天其合作主演年代情感剧《怒海情仇》（原名《胜利者》），在剧中饰演玩世不恭且欺软怕硬的富二代唐元贵；同年，出演张博、贾青、张勋杰主演的都市情感励志剧《囧人的幸福生活》，在剧中饰演医术精湛的林医生，这是他首次在影视作品中尝试医生的角色；之后，出演张全玮执导的都市情感剧《星座方程式》，在剧中饰演因不舍前女友而放弃国外学业的富二代晓军。
2012年3月，参加云南卫视养生类节目《养生汇》的录制；同年，出演吴奇隆、甘婷婷、张少华主演的抗战剧《向着炮火前进》，在剧中饰演榆木岭集中营日军上尉川上弘一，这是他首次在影视作品中尝试日本军人的角色；
之后，出演陈伟祥执导的抗战剧《我的抗战之猎豹突击》（原名《我的抗战2》），在剧中饰演打入日本黑龙会内部的八路军夏云峰。
2013年，与张光北、嘉男海林、陈炜合作主演革命战争剧《零号刺杀》，在剧中饰演国民党特务纪日辉；同年，与刘思彤、贾晓晨、袁心冉合作主演抗战剧《兄弟们上》，在剧中饰演有勇有谋、胆识过人的国民党17军31团某营2连战士三炮。
2014年，出演古天乐、郑秀文、吴镇宇主演的剧情电影《冲上云霄》，在片中饰演私人飞机公司老板Tony；同年，与张云龙、阮文涛、王钧赫合作主演现代悬疑剧《生存密码》，在剧中饰演小商品供货商郑鹏。
2015年，与陆毅、张俪、耿乐合作主演都市情感剧《致单身男女》，在剧中饰演男主角方启宏同父异母的弟弟方启业，与陆毅饰演一对兄弟。
2016年，出演张若昀、关晓彤、鞠婧祎主演的古装奇幻剧《九州•天空城》，在剧中饰演雪飞霜的哥哥雪凛，与鞠婧祎饰演一对兄妹，这是他首次在影视作品中尝试古装扮相；同年，与王大陆、张天爱、盛冠森合作主演奇幻喜剧动作电影《鲛珠传》。