刘教授致力于肿瘤免疫及溶瘤病毒研究，在溶瘤病毒领域的研发工作达到国际领先水平。其在英国负责研发的抗癌新药T-VEC，是第一个临床III期试验证明有效的溶瘤病毒。已获美国FDA及欧盟EMEA批准上市销售。2011年初，T-VEC被Amgen公司以10亿美金收购。归国后，刘滨磊教授带领国内研究团队研发出具有抗癌疗效更强的肿瘤免疫治疗药物“溶瘤性II型单纯疱疹病毒”。该项目目前已完成临床前研究，获得国家药品监督管理局药物临床试验批件（批件号：2018L02743），并开始了临床研究。刘滨磊教授还创造性地将溶瘤单纯疱疹病毒应用于肿瘤的诊断，这是一个全新的、应用前景广阔的领域。其它研究领域还涉及溶瘤病毒与肿瘤微环境的关系、溶瘤病毒激活抗肿瘤免疫及溶瘤病毒杀伤肿瘤干细胞的机制等。已获得的立项资助有重大新药创制、973、863、十二五支撑项目、自然科学基金等。迄今为止，已在国内外杂志发表30余篇科研论文。其中多篇在国际著名杂志Human gene therapy、病毒学一流杂志（Journal of Virology）和基因治疗一流杂志（Gene Therapy）上发表。