刘娥祖籍太原,祖父刘延庆在五代十国的后晋、后汉时任右骁卫大将军,父亲刘通是宋太祖时的虎捷都指挥使,领嘉州(今四川乐山)刺史,因此举家迁至成都华阳。刘娥出生不久,便父母双亡,襁褓中的刘娥成了孤女,寄养在母亲庞氏的娘家。寄人篱下的刘娥,稍稍长大就成了歌女,不但歌声婉转动听,还善于播鼗(一种类似拨浪鼓的乐器)。刘娥很小就嫁给了蜀地一个叫龚美的银匠。龚美带她离开蜀地,来到了京师—东京汴梁谋生。在京师,龚美因生计艰难,打算将刘娥卖掉,再娶他人。时宋太宗第三子韩王赵恒(即日后的宋真宗,时名赵元休)的指挥使张耆将刘娥推荐给韩王,赵恒一见刘娥,大为喜爱。宋太宗见三皇子憔悴消瘦,就问赵恒乳母,皇子身边有何人?乳母本就不喜欢刘娥,就把刘娥入府的情况说给了太宗皇帝。太宗闻听皇子与出身微贱且来历不明的民间女子厮混,大怒,令赵恒将刘娥赶出王府。不久,又为赵恒赐婚,新娘系出名门,为宋朝开国功臣潘美的女儿。赵恒不敢违抗父皇之命,又难舍刘娥,遂将刘娥秘密安置在王府指挥使张耆家中,不时私会。张耆见是皇子极爱之人,侍奉刘娥甚为谨慎小心。为避嫌,张耆从此不敢回家居住,在外面另选了一处宅子安身。宋太宗至道三年(997年),宋太宗驾崩,太子赵恒承继大统,即宋真宗。即位后,宋真宗将刘娥接入宫中,但后宫已经有了郭皇后和其他一众嫔妃,刘娥并无名分。入宫后,刘娥不与真宗后宫的皇后和嫔妃们争宠。后宫嫔妃中,杨氏(即日后的杨淑妃)极为有宠,真宗出巡,杨氏亦不离左右,受宠之深,与刘娥几乎不相上下。对于宠妃杨氏,终刘娥一生,都与之情同姐妹,从无间隙,在后宫中共同进退。宋真宗景德元年(1004年),刘娥被封为四品美人。之后,刘娥又接连晋升为修仪、德妃。刘娥是个孤女,没有父母,也没有其他家人,刘娥遂认龚美为兄,龚美也自此改姓刘。景德四年(1007年),郭皇后驾崩。真宗欲立刘娥为后,寇准、李迪、向敏中、王旦等重臣皆以“刘娥出身微贱,不可以为一国之母”为由,表示坚决反对,也为日后天禧末年,刘娥与寇准等人激烈对抗,埋下了根源。参知政事赵安仁不但反对刘娥为后,还提出了另一个人选——出身高贵、前宰相沈伦的孙女沈才人。真宗不悦,王钦若趁机进谗言,说赵安仁请立沈氏是为私,真宗很快将赵安仁远斥,立沈氏为后之议遂不了了之。宋真宗大中祥符三年(1010年),原为刘娥侍女的李氏受真宗宠幸,为宋真宗生下了当时唯一的皇子。皇子还在襁褓中,刘娥就将真宗的这个皇子取为己子,并且让杨淑妃代为养育,这便是日后的宋仁宗。大中祥符五年(1012年),刘娥被册封为皇后。翰林学士杨亿见群臣不能阻止刘娥封后,愤而拒绝起草册封皇后的诏书,真宗只得另找他人。刘娥身为皇后,不但处置宫闱之事,有理有据,未有大的疏失;而且真宗皇帝退朝后,阅览天下的奏章,多至深夜,刘娥总是陪伴左右,参与国事的处理。