地节四年(前66年)任辇郎
神爵二年(前60年)既冠，以行修饬擢为谏大夫
建平四年(前58年)任谏大夫
甘露三年(前51年)任郎中给事黄门
甘露三年(前51年)任散骑谏大夫给事中
初元元年(前48年)元帝初即位，以宗室忠直，明经有行，擢为散骑、宗正给事中，任宗正，后因反对宦官弘恭、石显下狱，免为庶人。
建始元年(前32年)成帝即位，以故九卿召拜为中郎，使领护三辅都水。数奏封事，迁光禄大夫。领校中《五经》秘书。
阳朔二年(前23年)任中垒校尉，致终，典校工作由其子刘歆续成。
刘向曾奉命领校秘书，所撰《别录》，为我国最早的图书公类目录。治《春秋榖梁传》。著《九叹》等辞赋三十三篇，大多亡佚。今存《新序》、《说苑》、《列女传》、《战国策》等书，其著作《五经通义》有清人马国翰辑本，《山海经》系其与其子刘歆共同编订。原有文集，已佚，明人辑为《刘中垒集》。
