刘宇宁出生于辽宁省丹东市，虽然小时候就有歌手梦，但他却没有受过专业的音乐培训。在做歌手之前，他做过厨师，当过服务员，还发过传单 。此外，他不仅在酒吧、火锅店驻唱过，还在寒冬的街头直播到深夜，并开通网络短视频平台进行自荐 。

2014年，刘宇宁与吉他手阿卓、键盘手大飞组建了摩登兄弟乐队，并担任主唱；之后，他们开始在网络平台直播唱歌 。2015年3月，随摩登兄弟入驻YY平台。

2016年，与魏小也、王威合作主演青春励志电影《九五2班》，在片中饰演为音乐梦想努力奋斗的男主角何涛，这是他的首部电影作品，从而正式进入演艺圈 。

2017年4月，随摩登兄弟由室内转入街头直播；8月6日，其主演的惊悚悬疑电影《秘密囚禁》上映；10月12日，与张玉轩、兰梦莎、李佑一合作主演的犯罪悬疑电影《秦贼有道》上映，在片中饰演工于心计的魔盗团首领阿龙 。

2018年7月，参加湖南卫视脱口秀节目《天天向上》；7月30日，为电视剧《沙海》演唱的插曲《让酒》上线 ；8月7日，与魏小也、陈宇星联袂主演的青春励志爱情电影《罗曼蒂克振兴史》上映，在片中担纲男主角，饰演满怀梦想的歌手小宁，并为该片演唱了主题曲《终于走散了》 ；8月10日，为电视剧《十年阳光十年华》演唱的推广曲《恋语1910》上线 ；8月17日，随摩登兄弟在广州举行“七夕摩登兄弟音乐会”，这是摩登兄弟出道以来的首个线下音乐会 ；8月26日，参加浙江卫视“因为有你”中国蓝十周年主题晚会 ；9月，与黄子韬、张雪迎联合主演年代剧《热血少年》，在剧中饰演吴乾的好兄弟卫乘风，这是他的首部影视剧作品 ；9月12日，为电影《江湖儿女》演唱的推广曲《有多少爱可以重来》正式上线 ；9月15日，推出首支个人单曲《想象》 ；随后，参加江苏卫视音乐节目《金曲捞之挑战主打歌》 ；10月29日，为网游《新天龙八部》演唱的主题曲《我行即我道》正式上线 ；11月，化名为“超级变变变”参加江苏卫视音乐悬疑竞猜类真人秀节目《蒙面唱将猜猜猜第三季》 ；12月31日，参加江苏卫视跨年演唱会 。

2019年1月，参加湖南卫视综艺节目《快乐大本营》 ；1月8日，推出个人单曲《不求》 ；随后，成为湖南卫视音乐竞技节目《歌手2019》首位“全民举荐踢馆歌手” ；1月29日，参加湖南卫视小年夜春节联欢晚会，与林彦俊、金瀚、张新成合唱歌曲《2019情歌王》 ；2月5日，参加湖南卫视“全球华侨华人春节大联欢”晚会，与王珮瑜合唱了歌曲《生僻字》 ；与此同时，他还参加了江苏卫视春节联欢晚会，并独唱歌曲《答案》 ；3月25日，获得第26届东方风云榜音乐盛典最佳新锐歌手奖、网络影响力荣誉奖，而其演唱的歌曲《让酒》则获得传媒推荐影视歌曲奖 ；3月30日，作为固定嘉宾参加的纪实性文化品格传承节目《我们的师父》在湖南卫视首播 ，并与“拜师团”成员共同演唱了同名主题曲《我们的师父》 ；4月19日，与吴镇宇共同为电影《转型团伙》演唱的宣传推广曲《友情岁月（兄弟版）》上线 ；4月20日，为电视剧《一场遇见爱情的旅行》演唱的人物主题曲《装模作样》发布 ；4月21日受邀加盟江苏卫视匠心打造的全球创意竞演秀《百变达人》 ，4月27日，获得第23届全球华语榜中榜年度最佳新人奖 ；4月29日，为电影《企鹅公路》演唱的少年版中文主题曲《昨日少年》正式上线 ；5月31日，推出个人单曲《That Girl》 ；6月10日，其演唱的单曲《孤独的人在哪里》上线；同年，其出演的犯罪动作电影《使徒行者2：谍影行动》宣布定档于8月7日全国公映 ；同年，发布首张个人音乐专辑《十》 ；8月17日，开始举行摩登兄弟“成长风暴”巡回演唱会 ；8月30日，获得华人歌曲音乐盛典年度最佳新人奖 ；9月8日，参加江苏卫视《聚划算99划算盛典》 ；10月19日，参加浙江卫视《2019浙江卫视秋季盛典》，并演唱歌曲《想象》、《生如夏花》 ；10月22日，其出演的年代热血青春剧《热血少年》开播，在剧中饰演卫乘风，并为该剧演唱了主题曲《带风的少年》，与黄子韬合唱；更以摩登兄弟首支原创作品《戒》为该剧片尾曲 ；10月27日，加盟东方卫视竞演综艺《中国梦之声·我们的歌》 ；10月31日，获得亚洲新歌榜年度盛典年度最佳新人奖 。11月10日，参加湖南卫视苏宁双十一晚会 ；11月16日，出席2019芭莎慈善夜 ，演唱歌曲《my o my》、《黑夜一束光》 ；12月6日，受邀出席2020爱奇艺尖叫之夜，获年度戏剧潜力艺人 ；12月31日，参加湖南卫视跨年演唱会 。

2019摩登兄弟“成长风暴”巡回演唱会上海场

2020年1月1日，参加四川卫视花开天下·国韵新年演唱会 ；1月5日，推出新春祝福单曲《过年的歌》 ；1月13日，与美国亚裔说唱电音组合远东韵律（Far East Movement）推出合作单曲《颠倒的梦（Howlin）》 :；1月17日，参加中央广播电视总台2020央视网络春晚，演唱歌曲《向上的光》 ；1月18日参加湖南卫视小年夜春晚，与张碧晨合唱《给你们》 ；1月25日加盟湖南卫视华人春晚播出 ，带来开场组曲《拜年啦》 ；同时参加了江苏卫视春晚 ；2月27日，为青春爱情竞技成长电视剧《冰糖炖雪梨》演唱片尾曲《当遇见你》上线 ；4月28日，首张EP《如约》第三首歌曲《一边》上线 ；4月30日，为古装玄幻武侠剧《太古神王》演唱的主题曲《断缘诀》上线 ；5月21日，担任湖南卫视全新原创美食少年先锋成长试炼记《鲜厨100》“鲜厨推荐官” 。8月18日，客串的电视剧《他其实没有那么爱你 》在爱奇艺独播，在剧中饰演贺医生 ；9月4日，以飞行合伙人身份加入湖南卫视《中餐厅第四季》 。9月17日在CCTV1黄金档播出《最美逆行者》，刘宇宁为第一单元“逆行”演唱篇章主题曲《逆行者》 ；11月16日，与曾舜晞、杨超越主演的古装武侠剧《说英雄谁是英雄》开机，在剧中饰演白愁飞 ；12月10日，与曾舜晞、肖宇梁主演的青春冒险剧《终极笔记》播出，在剧中饰演黑眼镜 ，并为该剧演唱主题曲《冥冥有声》 ；12月20日，获得腾讯视频星光大赏-年度潜力歌手 。2020年12月31日，参加《江苏卫视2021跨年演唱会》。

2021年1月27日，为电视剧《正青春》演唱插曲《爱情之所以》上线 。2月4日，加盟献唱的《我的时代，你的时代》影视原声大碟正式播出 ；2月23日，为网剧《山河令》演唱的主题曲《天问》上线 ；2月26日，参加《2021年中央广播电视总台元宵晚会》，与曹芙嘉、汪苏泷、伊丽媛演唱歌曲《暖情》 ；3月9日，为影视剧《司藤》演唱的主题曲《本可以》上线 ；3月19日，为电视剧《你是我的城池营垒》演唱的插曲《眷恋》上线 ；3月21日，为上海迪斯尼演唱的五岁生日庆典主题歌《奇妙的惊喜》上线 ；3月31日，与迪丽热巴、吴磊合作主演的电视剧《长歌行》开播，在剧中饰演皓都 ；5月4日，参加央视《奋斗正青春——2021年五四青年节特别节目》，演唱歌曲《唱出我们的力量》 。5月18日，演唱故宫博物院文物推广曲《传承》。 7月20日，主演的古装虐恋爽剧《安乐传》举行开机仪式，在剧中饰演温柔风雅的洛铭西。

刘宇宁4岁时，他的父亲去世，因幼时就失去父亲，所以便跟爷爷奶奶相依为命，后来奶奶去世，他就和爷爷居住在一起 。

2019年1月，刘宇宁与快乐家族、韩庚、吴磊等一同关注宾川县龙口完小，为孩子们送去爱心，并准备了“四大名著” 。同年11月16日以慈善表演嘉宾出席“美育未来·慈善同行”为主题的芭莎慈善夜，现场为爱发声，助力“芭莎·课后一小时”美育公益项目。

2021年7月，刘宇宁向郑州市红十字会捐赠100万。

刘宇宁拥有俊朗的外表和富有感染力的歌声 ，在为网游《新天龙八部》演唱主题曲《我行即我道》时，其呼吸吞吐间颇有大侠风范；即便歌词充满了狂傲之气，但刘宇宁收放自如，以一颗自信、不攀不比的内心为基底，唱出来没有半点轻狂，只让人感到大气磅礴，心生敬意 。刘宇宁的清秀颜值和烟酒嗓形成强烈反差萌，而在《蒙面唱将猜猜猜》的舞台上，“高海拔”的他则显得十分魁梧 。（环球网、《东方卫报》评）。

刘宇宁略带沙哑的独特嗓音，为歌曲《让酒》增添了几许沧桑和悲凉，更将吴邪骨子里透出的冷静、沉着和城府刻画得淋漓尽致；而他豪放的唱法又与歌曲中的傲气和坚定不谋而合，唱出了吴邪内心深处依然蠢蠢欲动的少年血性和昂扬斗志 。在演唱歌曲《想象》时，无论是细腻的浅吟低诉，还是粗颗粒的拉扯撕裂，刘宇宁都用不同的音色和细节处理，营造了不一样的画面和意境 （网易评）。

2020年9月21日，刘宇宁在社交媒体发文，就在节目《极限挑战宝藏行》中采摘雪莲花一事致歉，他称，“一早起来发现我参与的节目《极限挑战宝藏行》引发了大家的讨论。我感到非常抱歉。对不起。”