1985年，空軍招飛在縣城初試時，劉伯明的父親才知道兒子悄悄報了軍校，父親記得兒子說過：“家裏的負擔太重，當兵能省一大筆費用。”麵對兒子的懂事，父親感到驕傲。那一年，經過重重考試，劉伯明成為學校幾年來招飛唯一被選上的學生。1990年，劉伯明真正成為一名戰鬥機飛行員，但他並不滿足。那幾年，劉伯明無論飛行技能還是戰鬥機飛行員的作風養成，都在飛速進步。
劉伯明號稱“小諸葛”，除了學習好，凡是動腦筋的事他都愛摻和。無論當飛行員還是航天員，每回智力競賽他都不落。曾有一名以出刁鑽問題著稱的教官在連續“考問”劉伯明十多個“犄角旮旯”的問題後，也被他的對答如流所“震懾”，從此對他實行“免提”政策。
對於“神六”飛天，父親劉誌生認為，即使這次不能上天，兒子能入圍大名單，已是非常優秀了。現在，他隻希望兒子能夠踏踏實實訓練，畢竟以後還有許多次機會。
“神七”於2008年9月25日升空，3個正選太空人已然確定了，分別是翟誌剛、劉伯明與景海鵬，進行中國航天首次太空漫步的是曾經2次入選神舟計劃的航天員翟誌剛。當晚，“神七”搭載3名宇航員在中國酒泉衛星發射中心升空。北京時間2008年9月28日，成功返回地球。
前往長春飛行學院學習的前一天，父母和老師都去車站為劉伯明送行。張福林對他說：“努力，隻要你按照念高中時的堅強繼續努力下去，以後不會錯的。進步了就給我寫信，落後了就別寫了。”
後來，每當取得進步，劉伯明都會給他尊敬的老師寫一封信。
張福林說，劉伯明的信通常挺長。信中他提到過訓練艱苦，但是每次都會接一句：“訓練時很苦，但是我能吃這個苦，請老師您相信我。”
父親劉誌生說，劉伯明剛到部隊，每天早晨要跑１萬米鍛煉身體。劉伯明曾對他說過有時候中途真的不想再跑了，但還是咬牙堅持了下來。後來養成了習慣，如果哪天不跑萬米，還覺得不習慣。
從長春飛行學院到牡丹江初教機場，再到錦州飛行大隊，由於劉伯明一直表現出色，1991年，他開始單飛，並獨立駕駛殲八。1998年，他和翟誌剛等一起被選為我國第一批航天員。
劉誌生曾在北京航天城親眼見證兒子訓練的艱苦：坐在高空旋轉椅上，疾轉100多圈後，下來還要辨別方向；有幾天要24小時頭朝下躺在30度角傾斜的床上。回憶起這些鏡頭，老人的眼中流露出對兒子的憐惜。
如今，劉伯明即將帶著億萬中國人的夢想，乘坐神舟七號飛向太空。劉誌生得知這個消息非常激動，他說：“沒有白努力，兒子是好樣的！”
神舟七號飛船順利著陸後，劉伯明出艙後發表講話： “我們剛才進行了重力返回再適應，並進行醫監醫保檢測，身體狀況都正常，相信中國航天員是最棒的，請祖國人民放心，感謝祖國人民。”
神舟七號上的三位航天員與家人進行了天地通話。劉伯明還向鏡頭展示了一張字條。上麵寫著“俯瞰家園，同一個地球村；橫望日月，同一個太空城；三馬飛天，齊祝願；天地連線，一家人。”
2008年11月7日上午10點，慶祝神舟七號載人航天飛行圓滿成功大會在人民大會堂召開。中共中央、國務院、中央軍委授予劉伯明同誌“英雄航天員”稱號。胡錦濤親自為劉伯明頒發了“航天功勳獎章”和證書。