Nacida en Wuhan, Hubei, provincia de China, Liu Yifei ha demostrado grandes talentos artísticos desde muy joven. Comenzó trabajando de modelo a los 8 años y aprendió canto, danza y piano. Se trasladó a los Estados Unidos con su madre en 1998 donde vivió durante cuatro años. Volvió a China en junio de 2002 para dedicarse a su carrera de actriz y modelo.

En Septiembre de 2002, fue admitida en el Performance Institute of Beijing Film Academy, con 15 años. Inmediatamente después de su admisión, Liu recibió numerosas ofertas para protagonizar varias series de televisión. Su primer papel en televisión fue en The Story of a Noble Family. Poco después fue seleccionada para interpretar el papel de Wang Yuyan en Demi-Gods and Semi-Devils, un drama basado en la novela del mismo título del aclamado escritor de artes marciales Jinyong. Con este personaje, la fama de Liu creció sin precedentes y su popularidad entre el público chino aumentó de manera acorde.

En Octubre de 2003, Liu apareció por primera vez en la gran pantalla colaborando con May Day, la conocida banda de rock de Taiwán, en la película Love Of May. Su fama y popularidad creció aún más cuando protagonizó en 2004 la serie, adaptación del videojuego, The Legend of Sword and Fairy.

Tras graduarse en la Beijing Film Academy en Julio de 2006, Liu participó en otra producción de televisión basada en otro libro de Jinyong, The Return of the Condor Heroes. Esta serie fue muy exitosa en China, Hong Kong, Taiwan y Japón, y ayudó a Liu a establecer su reputación y popularidad más allá de sus fronteras.

Liu comenzó su carrera en la música en Agosto de 2005 cuando firmó un contrato con Sony Music Entertainment Japan. Tras recibir lecciones de danza y canto durante un año, su álbum Liu Yifei fue lanzado en China, Taiwan, Hong Kong y el sudeste de Asia en Agosto de 2006, con temas de diversos estilos musicales.