锦标赛中，赢得男子个人气步枪项目的冠军，当时他只是23岁。2005年，他代表四川队参与十运会，在10月17日进行的射击项目的男子个人步枪小项决赛中，刘天佑以1266.4环为四川摘下金牌，是四川队在4面射击项目金牌的其中一面。另外，他在早前的气步枪小项取得银牌，是该届全运会中，唯一一位在参与的小项都能获得奖牌的射击运动员。2006年，刘天佑代表中国参与于广州进行的世界盃，他于男子个人10米气步枪小项中以0.6环之差不敌印度对手，取得一面银牌。12月，刘首次在多哈亚运中的男子团体气步枪小项中联同朱启南和李杰