2012年，凭借《步步惊心》人气大增的刘诗诗，尝试多方面发展，除了首次献唱电视剧插曲《等你的季节》外，也不再只专于古装剧，接拍了自己出道以来的首部现代剧《天使的幸福》和首部电影《下一个奇迹》。同年，还接拍了《大漠谣》（后更名为《风中奇缘》）、《轩辕剑之天之痕》及《精忠岳飞》多部电视剧；同时还主演了电影《伤心童话》、《回到爱开始的地方》（曾用名《爱的季节》）和《不二神探》。
2012年7月，玄幻武侠剧《轩辕剑之天之痕》在湖南卫视首播。首播两晚平均收视率高达1.86%，为同时段排名中国第一。同时，作为国内首次周播剧试水，截止2012年7月20日，《轩辕剑之天之痕》已连续数周登上百度风云榜之今日电视剧排行榜榜首之位。 在横跨两个月，长达9周播出过程中，《轩辕剑》收视始终位居同时段全国首位，9月1日大结局当天，《轩辕剑》在全国网中以1.82的收视率、11.54%的超高收视份额再度夺冠，完成完美收官的同时也为轩辕剑的播出画上了一个圆满的句号。除了在湖南卫视的播放掀起收视热潮，《轩辕剑》网络播放的点击量截止8月31日数据统计，已经突破20亿大关，成为史上第9部网络点击播放总量超过20亿的电视剧。此剧还开创了国产电视剧市场“周播剧”的一个新纪元。 随着《轩辕剑之天之痕》人气的飙升，刘诗诗的演技也被肯定。刘诗诗也再度成为众人关注的焦点。
2012年9月7日，第九届金鹰电视艺术节开幕，刘诗诗凭借《步步惊心》、《轩辕剑之天之痕》所带来的超高人气，担任了该届金鹰电视艺术节的“金鹰女神”，是继刘亦菲、李小璐、王珞丹之后，金鹰节历史上的第四位金鹰女神。
2013年初，据《南方都市报》2002年推出“四大花旦”整十年之际，《南都娱乐周刊》再度推出评选“四小花旦”的策划，通过集结网友、媒体评审团、圈中人评审团的力量，经过复杂的计分方式，新生代四小花旦结果于1月21日出炉：刘诗诗和Angelababy、杨幂以及倪妮获选。
2013年4月23日《福布斯》中文版推出“2013福布斯中国名人榜”，刘诗诗的排名较2012年有所上升，排名第57。
