早年經歷

劉洎早年曾效力于蕭銑，擔任黃門侍郎，后率軍南攻嶺表，奪取五十余座城池。武德四年（621年），蕭銑敗亡。劉洎此時尚在嶺南，便獻表歸唐，被授為南康州都督府長史。

累居要職

貞觀七年（633年），劉洎被拜為給事中，封清苑縣男。

貞觀十一年（637年），劉洎改任治書侍御史，并針對當時尚書省政務堆積的現象，進言道：“如今功臣國戚占據要位，才能不能勝職，又憑借功勛權勢相互傾軋，在職官員不能堅持公道，雖然也想奮發自強，卻怕受到流言蜚語的誹謗。因此本該郎中裁決的事情，卻要報請上級處理，各部尚書也模棱兩可，不能決斷。有的曲意順從皇帝意旨而不顧實際情況，有的為避嫌避諱而不伸張正義。有的認為案子了結便萬事大吉，而不深究結論是否正確；有的認為逢迎上級就是奉公，而不管他的作為是否得當。”他又以貞觀初年魏征、戴胄擔任尚書左右丞時百官不敢懈怠為例，建議唐太宗精心選任尚書左右丞及兩司郎中，以此提高工作效率，被唐太宗任命為尚書右丞。

貞觀十三年（639年），劉洎改任黃門侍郎。

貞觀十六年（642年），唐太宗向褚遂良索取《起居注》。褚遂良拒絕道：“《起居注》記錄君主言行，是希望君主不做非法之事，沒聽說過君主可以自己拿去看的！”唐太宗問道：“我有不好的言行，你也要記下來嗎？”褚遂良答道：“臣職責所在，不敢不記。”這時，劉洎插言道：“即使褚遂良沒有記錄，天下人也會記住。”唐太宗只得作罷。

升任宰相

貞觀十七年（643年），劉洎被拜為散騎常侍，加銀青光祿大夫，又加上護軍。四月，太子李承乾被廢，劉洎與岑文本支持魏王李泰，而長孫無忌則支持晉王李治。唐太宗最終立李治為皇太子。五月，劉洎進言道：“太子應當勤學好問，親善師友。如今太子入侍宮闈，動輒十天半月，東宮輔臣很少能與太子應對答問。希望陛下能抑制對子孫的關愛，遵照規制，則是天下之幸。”唐太宗于是讓劉洎與岑文本、褚遂良、馬周等人輪流前往東宮，與太子談論政事。

貞觀十八年（644年），劉洎升任侍中。當時，唐太宗要求大臣指出自己的過失。長孫無忌、李勣、楊師道等人都稱：“陛下沒有過失。”而劉洎則道：“近來有人上書不合陛下之意的，陛下都當面百般責備，上書者無不慚愧而退，這樣做恐怕不能廣開言路。”唐太宗道：“你說的很對，朕一定會改。”

貞觀十九年（645年），唐太宗親征高句麗，命太子李治在定州監國。劉洎被任命為檢校民部尚書，兼任太子左庶子，與高士廉、馬周一同輔佐太子。唐太宗臨行前，囑咐道：“我如今帶兵遠征，讓你輔佐太子，國家的安危都寄托在你身上了。”劉洎答道：“陛下不必憂慮，大臣有罪，我當立即予以誅罰。”唐太宗認為他狂言妄語，告誡道：“君不密則失臣，臣不密則失身。你性情疏闊剛直，必會因此而遭禍，應當慎重行事。”

遭饞冤死

同年十二月（646年1月），唐太宗班師，返回定州，在途中患病，劉洎與中書令馬周前去探視。褚遂良傳問太宗起居時，劉洎哭著道：“圣體患有癰疽，令人憂懼。”褚遂良卻向唐太宗誣奏道：“劉洎曾說：‘朝延大事不足憂慮，只要依循伊尹、霍光的故事，輔佐年幼的太子，誅殺有二心的大臣，便可以了。’”

不久，唐太宗病愈，并向劉洎詢問此事。劉洎據實回答，而馬周也為他作證，但褚遂良卻堅持自己的說法。唐太宗遂賜死劉洎，讓他自盡。劉洎臨死時，欲要留下奏言，憲司卻不肯給予紙筆。唐太宗得知后，將相關官吏盡皆下獄。

顯慶元年（656年），劉洎之子劉弘業上疏皇帝，為父親伸冤，稱其是被褚遂良誣陷。唐高宗詢問近臣意見，給事中樂彥瑋道：“如果洗雪劉洎的罪責，豈不是在說先帝濫用刑罰。”唐高宗遂將此議壓下，不再提及。文明元年（684年），武則天臨朝稱制，下詔恢復劉洎官爵，劉洎冤案這才得以平反。