1995年，毕业于中央戏剧学院；同年赴日本学习音乐剧，在四季剧团学习三年，其间参加了《美女与野兽》《李香兰》《猫》《威尼斯商人》等音乐剧的演出，积累了一定的教学经验。
1998年，任中央戏剧学院表演系表演教师，开始表演教学。2002级表演三班的表演教师兼班主任工作。培养出来的学生有白百何、文章、唐嫣等。
1993年，在张艺谋的电影《活着》中，出演哑女凤霞。
1995年，与张国荣合作，出演电影《夜半歌声》。
1998年，在电视剧《人生本色》中饰演女主角；同年在电视剧《切·格瓦拉》中饰演反派角色。
2001年，参演舞台剧《疯狂短信》。2002年，出演管虎执导电视剧《黑洞》，饰演杨丽丽；同年执导音乐剧《金沙》。
2003年，出演电视剧《重案六组2》，饰演赵红。
2004年，出演音乐剧《风帝国》；同年参演青春类电视剧《风行四季》，饰演冷若冰。
2006年，担任中央戏剧学院毕业戏《图兰朵》的导演。
2007年，出演电影《我的实习生活》，饰演角色杨甘露。
2008年，在自导自演的爆笑贺岁剧《小话西游》中，一人独饰15个角色，是国内话剧表演上的一次突破。
2009年，在萨日娜主演的家庭伦理剧《你是我的生命》中饰演高位截瘫病人张小曼。
2010年11月，担任话剧《四世同堂》执行导演，同时饰演冠家二太太尤桐芳。
2011年7月，担任张艺谋执导电影《金陵十三钗》的表演指导。
2012年，出演了家庭类电视剧《父母爱情》中高调碎嘴秀娥嫂子。
2014年10月，担任话剧《鬼吹灯之精绝古城》总导演；同年获得首届"演员形象榜"公众形象金榜优秀演员奖
2018年11月13日，年轻演员品训真人秀《演员的品格》正式开始录制。节目组从全国176家经纪公司挑选出60位新人演员，通过百日全封闭式培训，对选手进行品格训练和演技强化，刘天池带领“专业老师团”对选手们进行培训。
2019年9月26日，主演的《六欲天》宣布定档11月1日内地上映，定档预告及海报同时发布。
2004年元旦，刘天池参加朋友的聚会和影视演员祖峰相识；同年夏天开始相恋。
国内
刘天池精湛的演技，很真实地表现出了一个人唯一的精神支柱被摧毁时那种完全崩溃的状态，撕心裂肺的呐喊与痛哭，都让观众记忆犹新。她不仅是个演员，她更是中央戏剧学院的老师，文章，白百何等众多大腕的老师。在剧组中，刘天池也一直是一个专注演戏的好演员形象，是一位德艺双馨的演艺艺术家。
