2012年2月客串电视剧《千局百计》(又名:《没有硝烟的战争》);3月底,在家庭伦理剧《贤妻》饰演女一号韩大芸,与保剑锋四度合作;7月底,在香港导演何树培与成志超担纲执导的近代传奇电视连续剧《迷局1931》中饰演双面间谍杜鹃;9月,出演电影《恋者多喜欢》女一号程雨,这是刘涛主演的第一部电影;10月,客串大型古装神话青春偶像剧《刘海砍樵》,饰演狐仙并出演现代都市情感大戏《今夜天使降临》;12月,出演赵宝刚导演的电视剧新作《老有所依》,饰演女一号江木兰。
2015年02月17日,刘涛在2015央视春晚上,演绎小品《一定找到你》。同时,主演电影版《咱们结婚吧》于4月2日上映。与高圆圆、姜武、李晨、郭碧婷、郑恺、陈意涵、王自建联袂参演。2015年6月13日,刘涛出席第十八届上海国际电影节。