劉詩詩出生於北京市[宣武區，目前已經併入西城區）的曲藝之家，祖父劉田利籍貫山東省無棣縣，是著名的[[西河大鼓]]表演藝術家，被譽為“鼓界泰斗”，父母兩人都曾是工廠工人，後來劉詩詩的母親因健康原因內部退養，而父親則開始經商<ref name=family>{{cite video | title=視頻：劉詩詩從芭蕾少女到大明星的完美蛻變| url=http://tv.sohu.com/20110930/n321035473.shtml | publisher=搜狐視頻| date=2011-09-30}}</ref>。由於母親喜歡芭蕾的緣故，劉詩詩六歲便開始在[[中央芭蕾舞團]]業餘舞蹈學校學習芭蕾舞，小學四年級時考上北京藝術學校（現北京戲曲藝術職業學院），住校並接受專業的舞蹈訓練。 2002年，在結束了五年的中專學習後，年僅十五歲的她順利考入[[北京舞蹈學院]]芭蕾舞系。由於身體條件所限，她逐漸放棄了最初成為芭蕾舞者的夢想，打算畢業後成為一名芭蕾舞老師<ref name ="ballet">{{cite news | title=《步步驚心》人物篇： “若曦”戲裡戲外皆驚心| url=http://ent.sina.com.cn/v/m/2011-09-15/23243418279.shtml | newspaper=[[ 新快報]] | date =2011-09-15}}</ref>。

2013年，曾與[[Angelababy]]、[[杨幂]]、[[倪妮]]一同被评为新生代“四小花旦”<ref>{{cite news | title=10年之后再评花旦 | url=http://www.smweekly.com/news/cover/201301/32220.aspx | newspaper=[[南都周刊| 南都娱乐周刊]] | date=2013-01-21 | deadurl=yes | archiveurl=https://web.archive.org/web/20170729103750/http://www.smweekly.com/news/cover/201301/32220.aspx | archivedate=2017-07-29 }}</ref>。