1970年，刘毅然跟随下放到五七干校的父母来到河南。
1972年，在四川西部的部队当了七年的工程兵，期间做过班长、排长。之后，因为经常在刊物上发表诗作，被调到解放军《工程兵报》报社担任副刊编辑。
1984年，在解放军艺术学院组建文学系。
1987年，加入中国作家协会。
1988年，担任音乐电影《摇滚青年》的编剧，并为该片的主题歌《爱的迷茫》填词；同年，为专题片《共和国之恋》的主题歌《生死相依我苦恋着你》作词，该歌曲获得中国歌曲创作一等奖，并被中国科学院科学家合唱团作为保留曲目。
1989年，被聘为中央电视台特约作家；同年，在期刊《当代》上发表小说《父亲与河》，该小说获得《当代》文学奖；随后，担任剧情电影《都市奇缘》的编剧，该片由蒋卫和执导。
1990年，从北京师范大学研究生院毕业；随后，开始执导《雷洁琼》《费孝通》等系列专题片；同年，担任编剧的动作电影《中国勇士》上映，该片由杜振清、邢岷山合作主演。
1991年，由其创作的中篇小说集《流浪爵士鼓》出版。
1993年，执导由刘斌、陈小艺、梁天联合主演的电视剧《海马歌舞厅》，该剧讲述了一间歌舞厅中发生的故事；同年，与于永和共同担任剧情电影《虎兄豹弟》的编剧，影片讲述了两兄弟的故事；随后，在期刊《人民文学》上发表小说《西部故事》，该小说获得《人民文学》小说奖；此外，还出版了长篇小说《青春游戏》。
1995年，执导由陈红、林京来合作主演的电视剧《霜叶红似二月花》；同年，担任电视剧《天路》的编剧，该剧以青藏公路通车40年的历史为主线。
1996年，由其执导的电视剧《春风沉醉的晚上》播出，该剧改编自郁达夫的小说。
1997年，执导电视剧《红杏出墙记》，该剧讲的是一个20世纪30年代发生在江南的故事；同年，出版长篇小说《摇滚青年》，该书获得中国小说百花奖；随后，出版长篇小说《欲念军规》；6月，由其创作的长篇小说《奔逃》出版。
1998年，执导由王思懿、娟子、张京生联袂主演的电视剧《江湖风雨情》。
1999年，执导由陈建斌、袁立共同主演的电视剧《我亲爱的祖国》，该剧通过三代知识分子的经历，以史诗的手法，描述了20世纪中国当代科学和教育家波澜壮阔的奋斗史，获得第19届中国电视金鹰奖长篇电视剧优秀作品奖、第8届中宣部精神文明建设“五个一工程”奖。
2000年，出版长篇小说《我亲爱的祖国》。
2001年5月，出版中篇小说集《我的夜晚比你们的白天好》。
2001年，由其执导的传记艺术片《冰心》获得中宣部精神文明建设“五个一工程”奖、CCTV优秀专题片奖。
2003年，执导根据林语堂同名小说改编的年代剧《风声鹤唳》，该剧由伊能静、王亚楠、李立群联袂主演。
2004年，执导由江一燕、梁冠华合作主演的革命剧《星火》，该剧是根据叶紫的小说《星》《火》《丰收》改编而成，获得第11届中宣部精神文明建设“五个一工程”奖。
2006年，执导以日据时期的台湾为背景的电视剧《望春风》。
2009年，执导由王学圻主演的电视剧《苍天》，该剧改编自最高人民法院原副院长马锡五的事迹，讲述了马锡五在陕甘宁边区工作时的经历，入围第28届中国电视剧飞天奖荣誉奖，获得中宣部精神文明建设“五个一工程”奖；同年，创作文集《爱我中华韵文集》。
2010年，为纪念中国人民志愿军赴朝作战60周年、毛岸英牺牲60周年，执导传记剧《毛岸英》，该剧以毛岸英的人生经历为主线，获得第28届中国电视剧飞天奖长篇电视剧一等奖、中宣部精神文明建设“五个一工程”奖；同年，为歌曲《日月同光》填词，该歌曲是电视剧《毛岸英》的片尾曲。
2011年，执导以讴歌汉、藏民族大团结为主题的近代剧《牦牛岁月》，该剧由魏大勋、孙蔚合作主演；同年，执导由林熙越、闵春晓、魏大勋联合主演的近代传奇剧《纸船明烛照天烧》。
2013年11月19日，为纪念毛泽东诞辰120周年，由其执导的话剧《毛泽东和他的长子》在国家大剧院上演；同年，执导由张念骅、张琳、高冬雨联袂主演的近代革命剧《卖花姑娘》，该片通过花妮一家人的苦难命运，描绘了在日本殖民占领时期，朝鲜人民英勇反抗斗争、争取民族解放的历史画卷。
2018年，执导根据舒新宇同名传记小说改编的传记剧《向警予》，该剧真实全面地展现了中国共产党唯一的女创始人、第一个女中央委员、第一任中央妇女部长、中国现代妇女解放运动先驱向警予的一生。
