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。
刘丹丹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。刘丹丹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。
刘丹丹刘丹丹中性帅气,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。