2006年，与王宝强、张国强、张译等联袂主演军事动作、青春励志剧《士兵突击》，饰演一级士官、许三多5班战友老魏。同年，参演农村题材电视剧《插树岭》，在剧中饰演牛栓柱。 2007年，与杨烁、方慧、涩谷天马、三浦研一、谢孟伟联袂主演以抗战为背景的电影《神鹤》。 2008年，与张译、张国强、段奕宏、邢佳栋共同主演战争题材电视连续剧《我的团长我的团》，饰演绰号叫克虏伯的川军团炮兵时小毛。 2009年，刘天佐在河北参与拍摄战争剧《为了新中国前进》，剧中他饰演爽直、贪吃，又有些怕老婆的牛玉合。同年，参演由兰晓龙编剧、孔笙导演的电视剧《生死线》，饰演老实憨厚、重情重义的窦六品。