刘兴居是汉高帝之孙，他是刘肥第三子。前182年，被封为东牟侯，居住在长安。前180年，吕后死后，与次兄朱虚侯刘章作为内应，想拥立大哥刘襄为皇帝。周勃、陈平等诛杀诸吕后，拥立了代王刘恒，是为汉文帝。刘兴居为了寻求立功，与太仆汝阴侯夏侯婴入宫，直称后少帝非刘氏不当立，将其逐出宫外，当夜后少帝及其兄弟就被有司诛杀。因刘章、刘兴居灭诸吕有功，大臣们答应封他们为赵王、梁王，但文帝得知他们最初想立的是刘襄，就把他们的功劳压下去了。前178年，封刘章为城阳王、刘兴居为济北王。刘兴居因为兄长没当皇帝，心怀不满。

后来刘襄、刘章先后去世，匈奴大举入侵，丞相灌婴率兵讨匈奴，汉文帝屯驻太原。前177年，刘兴居乘机举兵叛乱，文帝派柴武为大将军率兵平叛，兵败被俘自杀。国除，与刘兴居一起叛乱的都予以赦免。