2006年，18岁的刘丹丹首次参加了湖南卫视选秀节目《超级女声》，并获得了烟台赛区冠军。

2008年高考时，刘丹丹考入了武汉音乐学院，在校期间，刘丹丹还是学校篮球队的队员、。

2009年，刘丹丹和王姿霖从自己的名字中各挑了个字母正式组成DL组合，并参加湖南卫视选秀节目《快乐女声》武汉赛区的比赛，获得了全国50强的成绩。

2010年3月，刘丹丹与王姿霖一同参加广东卫视选秀节目《先声夺金》，并晋级了全国30强；同年，随组合获得魅力中国“琴台之声”通俗组金奖。

2011年，再次与王姿霖参加了湖南卫视选秀节目《快乐女声》，获得了长沙唱区第6名的成绩；7月22日，晋级了全国11强；同年9月份签约了天娱传媒有限公司；11月，随组合推出首支单曲《你爱写歌》，收录在合辑《babysister》中；11月5日，参加快乐女声babysister全国巡回演唱会。

2012年，与刘忻、王栎鑫、陈翔合作，参演微电影《暴走》上、下两部，在片中饰演苏信的同学；7月27日，与成员王姿霖作为嘉宾助阵刘忻北京VeeLive演唱会，并共同演绎了舞台剧。

2013年，正式宣布与天娱传媒有限公司和平解约。

2014年7月3日，与组合成员王姿霖合作推出单曲《Darling》，MV于同日首播，并邀请到了好友刘忻担任MV导演和亲自作词、作曲。

2015年，与刘忻、王浩合作，参演由梁锋执导的青春片《热舞之灵》，并在片中饰演了水诺的闺蜜时央。

2016年3月25日，其参演的校园悬疑网剧《惊声尖校》在腾讯视频播出。

刘丹丹与组合成员王姿霖是远房表姐妹，而且从小感情很好，一样热爱唱歌。后来姐妹俩在高考时一同报考了武汉音乐学院，成了校友还组成了DL组合。

获奖

• 2010魅力中国“琴台之声”通俗组金奖（获奖）

刘丹丹中性帅气，不仅有顽强的信念，还有精湛的技艺，舞台表现也极具感染力。

一向以帅气造型亮相的刘丹丹穿上短裙，摆出各种妩媚造型，令所有人不禁赞叹，不愧是天生的偶像。

外表中性的刘丹丹短发戴上框架眼镜，帅气逼人、中气十足，而刘丹丹台下十分活跃，人缘也好，心思细密、柔情似水。