劉裕祖籍彭城，據史書記載為漢高祖劉邦之弟楚元王劉交的後代。曾祖劉混時隨晉室南遷，客居京口（今江蘇鎮江）。到其父劉翹這一代時，家道明顯衰落了。因此，劉裕幼年時，家境貧寒，曾以賣草鞋為生，嚐盡了生活的艱辛。後來，他成為北府軍將軍孫無終的司馬，從此開始了戎馬生涯。不久又成為北府軍名將劉牢之的參軍，隨劉牢之鎮壓孫恩、盧循起義，被提升為下邳太守。
時勢造英雄。公元402年的一場動亂，給劉裕提供了一次展示才能的機會，他抓住了這次機遇，並徹底改變了自己的命運。這一年荊州都督桓玄發動叛亂，東晉朝廷以司馬元顯為征討大都督、以劉牢之為前鋒都督率軍討伐桓玄。但由於司馬元顯懼怕桓玄不敢出戰，而劉牢之又被收買，率北府軍投降了桓玄，致使桓玄大軍順利進入建康，奪取了朝政大權。
桓玄掌握朝政大權後，為了實現自己盡快稱帝的目的，立即對北府軍將領進行了血腥屠殺，孫無終、高素、竺謙之、竺郎之等人先後被殺，劉牢之在北逃的路上自殺身亡。一時間，北府軍內人心惶惶，個個自危。而這時身為北府軍中級軍官的劉裕卻表現出了過人的鎮靜。他認為，桓玄殺的是最高級將領，要想將北府軍占為已所用，像自己這樣資曆的軍官不但不會有危險，反而有被重用的可能。果然，桓玄不但沒有殺劉裕，反而任命他為中後參軍，將他列入了控製北府軍所倚賴的骨幹。但劉裕不是一個見好就收的人，他深藏不露，表麵上一如既往，暗地裏卻時刻準備著取桓玄而代之。
桓玄的妻子劉氏頗能識人。她多次對其夫說：“劉裕行止有龍勢虎誌，看問題不同凡響，不會久居人下，宜盡早除之。”桓玄卻說：“我欲蕩平中原，非此人不行，怎好殺他？等關隴平定，再作計議。”
公元403年十二月，桓玄正式稱帝。劉裕遂於次年二月與何無忌、魏泳之、檀憑之等人以匡扶晉室為名在京口起兵。同一天，劉毅等人也在廣陵起事響應。起義軍共推劉裕為統帥，主持討伐大計。三月，劉裕率軍與桓玄手下的騎將吳甫之在江乘交戰，劉裕身先士卒，戰士群情激昂，個個以一當十，隻用一個回合就將吳甫之殺死。隨後，劉裕與檀憑之兵分兩路迎戰皇捕敷，不料檀憑之陣亡，劉裕成為孤軍，被對方團團包圍。麵臨絕境，多虧援軍及時趕到，將皇甫敷一箭射死，劉裕方死裏逃生。桓玄聽到兩員驍將戰死的消息，又驚又怕。而劉裕乘勝追擊，再次大敗桓玄率領的大軍。桓玄見大勢已去，乘船逃走。劉裕率軍直入建康城。不久，桓玄被劉毅率領的追兵殺死。
劉裕進入了建康後，麵對一副爛攤子，他去繁就簡，抓住主要矛盾，撥亂反正。經過十幾天的整頓，迅速恢複了建康城的秩序。隨後，劉裕將白癡皇帝司馬德宗迎回建康，讓他重新坐回皇帝寶座。自己以南徐、南青兩州刺史的身份率領北府兵回師京口，從而將北府軍全部掌握到自己手中。
公元408年，劉裕在主簿劉穆之的建議下，入京議事，朝廷遂任命他為揚州刺史、錄尚書事，從此掌握了朝廷大權。劉裕取桓玄而代之的夢想終於實現了。隨後，劉裕展開了一係列重要討伐。公元409年，率軍攻滅南燕，又回師擊敗盧循。公元412年，西攻焦縱（今四川境內）收巴蜀。公元417年又攻克長安，滅掉後秦。
劉裕率領大軍統一江南，北伐後秦，南征北戰，取得了赫赫戰功。這時的劉裕威望已經超過了桓玄，人心盡順。公元418年，劉裕又被封為相國、宋公。但此時劉裕並沒有急於稱帝。因為當時社會上流傳的諺語說：“‘昌明’（晉孝武帝司馬曜字）之後尚有二帝”。為了應驗“二帝”之語，劉裕決定在司馬德宗之後再立一帝。於是，劉裕反指使親信先害死白癡後帝司馬德宗，又扶持司馬德宗的同母弟司馬德文登上帝位。這樣，諺語既已應驗，劉裕便毫無顧慮地要當皇帝了。
公元420年六月，劉裕授意文武百官上表，要求後帝司馬德文禪位。司馬德文早就明白自己隻不過是一個臨時皇帝，所以很快宣布禪位，劉裕終於登上皇帝寶座，滅晉建宋，定都建康，建年號永初，史稱劉宋。從此開始了南宋與北魏南北對峙的時期。
劉裕在南北朝時期算得上是一位比較聖明的君主，然而，他僅僅當了3年的皇帝，於公元422年，病死於建康宮中。