1990年，劉玉玲正式步入影壇，接拍其第一部電影《貝弗來山90210》，在這部電影中，劉玉玲扮演一個女招待的角色。之后，她在1995年獨立影片《Bang》中她飾演一名妓女，她還在《甜心先生》中得到過一個小角色。1997年，她出演了電視劇《甜心俏佳人》。

1999年，她先是在克林特?伊斯特伍德自導自演的影片《真實罪行》中扮演一個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作片《危險人物》中出演黑幫首領的情婦，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電影獎最佳反派。2006年劉玉玲唯一現身屏幕的影片是《幸運數字斯萊文》，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年匈牙利革命的紀錄影片《自由的憤怒》，制作并主演了影片《惡報》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，她出演的動作電影《鐵拳》在美國上映。

2013年1月13日，第70屆美國電影電視金球獎頒獎典禮在美國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會員。

2014年4月，劉玉玲與休?杰克曼、喬納森?格羅夫一同公布第68屆托尼獎提名名單。