Fenrong Liu doet onderzoek op het terrein van de logica. Zij ontwikkelde verschillende modellen om te begrijpen hoe informatie de voorkeuren en overtuigingen van mensen en andere actoren verandert. Momenteel ligt de focus van haar onderzoek op de logische analyse van informatiestromen en besluitvorming in sociale contexten, bij zowel individuele actoren als groepen. Daarnaast bestudeert Liu de geschiedenis van de klassieke logica in China, waarbij ze vooral geïnteresseerd is in argumentatiepatronen.

Liu is sinds 2007 werkzaam bij de afdeling Filosofie van Tsinghua University, sinds 2011 als hoogleraar Logica. Eerder was zij als onderzoeker verbonden aan het Institute of Philosophy van de Chinese Academy of Social Sciences. Liu werkte in 2013 als gasthoogleraar aan het Institute for Logic, Language and Computation (ILLC) van de UvA, het instituut waar de Amsterdam-China Logic Chair is gevestigd. Sinds 2014 is Liu co-director van het Joint Research Center for Logic van Tsinghua University (Beijing) en de UvA. In die hoedanigheid zet zij zich in om de onderlinge samenwerking in onderzoek en onderwijs te verbreden.  In 2012 ontving Liu de New Century Talents Award van het Chinese Ministerie van Onderwijs.