1999年3月28日,刘白沙出生于湖南省长沙市。小时候经常随妈妈去青少年宫看小朋友学跳舞学表演,潜移默化下,3岁的她就会看电视模仿着表演了。4岁时,刘白沙被父母送进了长沙小明星培训中心学艺。6岁,她已经能模仿奇志大兵表演的《金盆洗脚》,《结巴子带崽》等10多个双簧。刘白沙童年
2008年,出演剧情电影《闪光的羽毛》,饰演童年时期的羽坛健将陈林。2012年3月26日,主演的励志电影《少年达佳》上映,在片中饰演优秀少年王达佳；其后,她又出演了剧情电影《村支书》。2018年,加入山下学堂第一期新人班。2019年12月6日,参加的导演选角真人秀节目《演员请就位第一季》在腾讯视频播出,其在李少红组担任助演。2020年1月1日,主演的微电影《小麻姑娘》在bilibili视频上线,在片中饰演勇敢面对生活的盲人小麻；1月11日,主演的春节短片《女儿》上线；3月27日,与周迅,黄觉等联合出演的女性情感剧《不完美的她》开播,在剧中饰演心地善良,脆弱感性的三妹林果之；7月1日,参演的微电影《爱的超能力》上线。2021年8月17日,与白宇,宋祖儿合作出演的家庭情感剧《乔家的儿女》在浙江卫视,江苏卫视首播,饰演曲阿英的儿媳妇余美勤；9月14日,与曹翠芬领衔主演的剧情电影《南方物语》开机。2022年2月23日,参演的都市情感剧《相逢时节》播出。2023年8月22日,参演电影《燃冬》上映。10月21日,参演的电影《河边的错误》全国上映。
刘白沙小学时就读于长沙仰天湖小学,小学毕业后,被湖南艺术职业学院戏剧系音乐剧专业特招入学,该专业是五年连读,毕业后获取大专文凭。她既学花鼓戏,京剧表演,又学音乐剧,民族舞,街舞等,为考中央戏剧学院打下基础。2021年,刘白沙自北京电影学院本科班毕业。刘白沙
2021年9月25日,加入“温暖包月捐计划”,每月都捐出一点爱,为偏远地区困难儿童温暖过冬贡献一份力量,让爱延续,传递温暖,给小朋友们一个温暖的冬天。
刘白沙凭着扑实,自然和较深的演艺功底,被选中出演励志电影《少年达佳》的女一号王达佳,而她当时年仅十一岁。在短片《女儿》中,刘白沙用短短的几个镜头就很好的塑造出了一个倔强而灵气的少女角色,其将喜怒无常的内心世界,用面部表情刻划得淋漓尽致,刚刚还牢骚满腹的刘白沙,转瞬间就委屈得眼泪长流,转眼间又是欢喜得破涕为笑。在女性情感剧《不完美的她》中,刘白沙为了演绎好林果之这个咋咋呼呼但是元气十足的角色,不但做了文字版本的人物小传,更是把衣服,手机壳和手机桌面等,换成了林果之会用的风格,处处暗示自己就是林果之,而她也凭借着对细节的把握和真诚的表演,得到了很多观众的喜爱。