劉詩詩獲得的獎項榮譽眾多。2011 年，因在宮廷劇 《步步驚心》 中飾演馬爾泰·若曦，獲得白玉蘭獎最具人氣女演員和華鼎獎最受媒體歡迎女演員獎。2012 年，憑借仙俠劇 《軒轅劍之天之痕》 獲得國劇盛典年度最具影響力演員獎，并在第九屆金鷹電視藝術節中獲封“金鷹女神” 。2013 年，被評為內地新“四小花旦”之一。2014 年，參演電影 《繡春刀》 ，獲得第 15 屆華語電影傳媒大獎觀眾票選最受矚目女演員提名。2014 年 12 月，憑借電影 《深夜前的五分鐘》 提名第 6 屆澳門國際電影節最佳女主角。2016 年，主演的古裝劇 《女醫明妃傳》 播出，獲首屆中國電視劇品質盛典年度最具影響力演員獎。2020 年，主演的電視劇 《流金歲月》 熱播，憑借堅強的蔣南孫一角獲得第 32 屆華鼎獎觀眾最喜愛十佳演員稱號，并且在 2020 年福布斯中國名人榜中位列第 29 位。2024 年 1 月 13 日，獲得“微博年度號召力演員”獎。
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