1999年12月在中共中央党校经济管理专业函授学习；2001年9月至2002年2月在中国人民解放军国防大学基本系学习）。12月20日中午12时整，刘粤军率领驻澳部队入澳，接收澳门防务。2002年2月，任陆军第四十二集团军军长。2007年6月，任兰州军区参谋长。2012年10月，任兰州军区司令员。2016年1月，任新成立的中国人民解放军东部战区司令员。2018年2月24日，当选为第十三届全国人大代表。2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年大会阅兵式上率战旗方队接受检阅。