，生母不详。建初四年（79年）夏四月戊子，越过他和刘全，父亲汉章帝立其三弟刘庆为太子。辛卯，他与刘全封王，是为千乘王。建初七年（82年），刘庆被废太子，父亲以其四弟刘肇为太子，即后来的汉和帝。汉和帝即位后，以刘伉为长兄，甚见尊礼。刘伉在位十五年，永元五年（93年）正月廿四，刘伉于京师薨逝，谥号为贞，葬于洛阳。子刘宠嗣位，刘宠的孙子就是汉质帝。