王莽赐众多大臣姓王，刘歆因女儿嫁给王莽的儿子，故没有改姓。公元10年，刘歆的两名儿子刘棻、刘泳牵涉入「甄寻怨谤」一案，被捕而死。新朝末年各地动乱，公元23年，道士西门君惠预言刘歆上应天象，将复兴汉朝，刘歆相信了此预言，又怨恨王莽杀害他的儿子，于是和卫将军王涉、大司马董忠合谋叛变，机密洩漏事败，刘歆自杀。
学术思想.刘歆认为「太极元气」是宇宙的根本，在元气尚未分化前，天、地、人混合为一。他相信天人感应之说，撰有《五行传》，内容与父亲刘向那部《五行传》相似。经学方面，刘歆认为《左传》、