1909年考入保定军校。辛亥武昌首义，赴沪投陈其美部任排、连长，负责训练詹大悲招募的决死团。和议告成，重返军校，获校长蒋百里赏识。1913年，再度南下参加“二次革命”，失败后亡命日本，入早稻田大学读书。1915年，留日学生反对“二十一条”，被推举为回国请愿代表。方抵京，即被袁世凯政府拘押，送湖北看管。此后专力治学，曾将新著文稿送梁启超审阅，顾得赞赏，遂拜梁为师。1918年12日，随梁启超所率欧洲考察团赴法国巴黎，受梁资助入巴黎大学深造。1922年因经济洁据返国。后得蒋百里函告保定同学筹助两万银元，湖北督军肖耀南亦有资助，复往巴黎完成学业。1925年获博士学位，同年夏回国，受聘为武昌中华大学教授。桐见所谓14省联军总司令吴佩孚，应聘为参北伐前夕，应陈铭枢之邀，南游百粤，交游甚广，后蒋介石留作幕像，加入国民党。游说唐生智倒湖南省长赵恒锡，并参加国民革命军，被派为国民革命军第八军党代表兼前敌总指挥政治部主任，授中将军衔。1926年7月，随部参加北伐。同年9月8日，蒋介石限令北洋军武昌城防司令于24小时内开城投降，否则发炮猛轰。9日，刘赴南湖行营向蒋介石气请放宽期限，筹商办法，以免城内百姓同遭战祸。蒋允由第八军通融办理。北伐军攻克武昌后。刘出任湖北省政务委员会委员、汉口市市长。1927年3月去职，奉蒋密令东下。4月出任国民革命军总司令部总政治部副主任（吴敬恒任主任，未到职由刘代理），旋任总司令行转总政治部主任，随侍蒋介石。8月蒋下野，刘亦去职随蒋到奉化溪口。1929年3月，被国民党三大选为候补中央执行委员。4月，任汉口特别市市长。不久，奉蒋令入湘，劝说何键附蒋，使桂系反蒋遭失败。任期内主持修建中山公园及“民生”、“民权”、“民族”三路，并在三民路口铸立孙中山铜像；1931年武汉大水时，致力于领导防汛及济工作。汉口市改为省辖市，刘改任湖北省民政厅长。1931年9月，任驻德兼驻奥全权公使。1933年9月任驻意大利全权公使。我国原驻外使节均为公使级，经刘与意交涉，10月，两国同意互换大使。自此我国驻外公使均援例升为大使级。1937年11月，意大利承认伪满州国，乃下旗归国，后任国防最高委员会委员、国民党候补中央监察委员。抗日战争期间，住重庆，从事著述。1945年5月，任国民党中央监察委员。抗战胜利后，任华中宣慰使。1947年任闽台清查团团长。1948年初回武穴从事竞选活动，同年5月当选为立法委员。南京解放前夕赴广州，任国民党工作团广东分团团长，后转赴重庆。西南解放前夕赴台湾。1967年6月11日病逝。