父刘耽及父亲刘柳都在晋任官，他过继了给伯父刘淡，承袭其爵位安众县五等男。少有大志，不尚浮华，不写文章和清谈，反而博览史传，通晓先代典章，常以管仲、诸葛亮自比。刘湛初任刘裕的太尉行参军，甚得刘裕厚待。后历转刘裕的功曹、治中别驾从事史及刘义符的征虏西中郎主簿。守父丧后又转祕书丞及相国参军。晋元熙二年（420年），刘裕自寿阳入京接受禅让帝位，留四子刘义康以豫州刺史代镇寿阳，并以刘湛担任其长史、兼梁郡太守。由于义康当时年仅十二，州务都由刘湛所掌。次年（421年），已为帝的刘裕让刘义康转任南豫州刺史，刘湛遂改兼历