封同姓宗室，然前201年正月封刘肥为齐王，只要是通行齐国方言的郡县，都划归齐国，共七十余城，定都临淄。齐国是汉初第一大国，疆域辽阔，人口众多，相对较为富庶。刘家子弟稀少，刘肥作为庶长子，故得刘邦重视。封王后，刘邦又任命平阳侯曹参为齐相国，辅佐其治理齐地。刘肥在位十三年，汉惠帝六年（前189年）逝世，谥为「悼惠王」。世子刘襄嗣立，是为齐哀王。
吕后时期.作为高祖长子，刘肥的地位很高。汉惠帝二年时入朝，惠帝尊敬兄长，让予上座，因此触怒了嫡母吕后。吕后拿了毒酒打算刺杀刘肥