据史记《汉书》、《通志·氏族略》和《中国姓氏》所载，刘姓的起源主要有三支：祁姓、姬姓、外族的改姓。
源流一
最早的一支来源于祁姓，是帝尧的后裔，形成于夏朝后期，出自今河南鲁山。
祁姓之刘有同出一源的两支：一支直接出自刘累，形成于夏朝；一支出自刘累后裔士会，形成于春秋初期。
刘累生于夏朝后期，曾经跟着精通养龙技术的豢龙氏学过驯化龙的本领，为夏朝第十三帝孔甲驯养4条龙，因而被孔甲赐姓为御龙氏。刘累在为孔甲养龙时住在今河南偃师县南。后来，由于饲养不善，死了一条雌龙，刘累怕孔甲治罪，就偷偷地带着家眷南逃到鲁县（今河南鲁山县）躲了起来。刘累的子孙以刘累的名字为姓氏，就是中国最早的刘姓。
源流二
源于姬姓的刘氏形成于春秋时期，系以邑为氏，出自今河南偃师。
源流三
源于外族的改姓。
（1）赐姓：项羽的叔父项伯，因在鸿门宴对刘邦有救助之功，刘邦赐其家族姓刘。公元前202年，刘邦在洛阳即皇帝位后，接受戍卒娄敬定都关中的建议，决定把国都迁到长安，并因此赐娄敬姓刘。
（2）西汉初年：匈奴族刘姓。当时，匈奴部族强盛，汉高祖刘邦采取和亲政策，把皇室宗女嫁给匈奴单于冒顿为妻。冒顿姓挛，但按照匈奴贵者皆从母姓的习俗，挛氏子孙皆姓刘。
（3）魏晋十六国时期：匈奴族的一支为争取中原人民的支持,自称是汉朝公主与匈奴单于的后裔，一直使用母方的姓氏故而姓刘。他们先后在今山西、陕西、内蒙地区建立了汉、前赵和夏三个政权,后定居河南。史称“河南刘氏”。前赵的建立者刘渊即是匈奴贵族。
（4）北魏“勋臣八姓”之一有独孤氏，孝文帝于太和二十年（494年）自山西大同迁都洛阳后，于496年实行汉化改革，将鲜卑族的独孤氏改为刘氏。
（5）唐末五代时期，突厥别部沙陀族的一支也冒称是刘邦的后裔。五代十国中的后汉政权和北汉政权就是由沙陀刘氏建立的。
从西汉初期的匈奴贵族内附，南北朝的鲜卑族进入中原，一直到清朝的满洲八旗汉化，这期间有大量外族人改姓刘姓。华北地区，尤其在河南地区的刘姓含有匈奴、鲜卑人的基因；东北地区的刘姓主要掺和了满族和蒙古族的血液。
宋朝时期（公元960－1279年），刘姓大约有360万人，约占全国人口的4.7%，为宋朝第四大姓。在全国的分布主要集中于江西、河北、山东，这三省刘姓大约占刘姓总人口的39%；其次分布于湖南、河南、浙江、福建和四川，这五省的刘姓又集中了31%。江西为刘姓第一大省，居住了刘姓总人口的17%,刘姓占江西省总人口的7.6%。全国形成了赣浙闽、冀豫鲁、川湘三大块刘姓人口聚集区。
明朝时期（公元1368－1644年），刘姓大约有400万人，约占全国人口的4.4%，为明朝第五大姓。与全国人口的增长速度一样，经历宋、元、明600年，刘姓人口增长同样地缓慢，刘姓人口纯增加率仅仅10%，净增加了40万。在全国的分布仍主要集中于江西、山东、河北。这三省刘姓大约占刘姓总人口的44%；其次分布于山西、浙江、湖南、陕西、江苏和湖北，这六省的刘姓又集中了32%。江西省的刘姓人口约占全国刘姓总人口的23%，仍为刘姓第一大省，占江西省总人口的6.7%。全国形成了赣浙苏、鲁冀晋陕、湘鄂三大块刘姓人口聚集区。宋、元、明期间，刘姓的分布总格局变化不大，但其人口的流动主要围绕着这三大块地区进行，东南地区主要向北和西扩散，华北地区主要向南移动同时向西和东漂移，而四川地区人口主要向两湖地区迁移。
从明朝至今600年中，刘姓人口由近400万激增到6456万之多，整整16倍，明朝的人口接近9300万，当代的人口按12亿计，人口增长了13倍，刘姓人口的增加速度高于全国人口的增加速度。在全国的分布目前主要集中于四川、河南、江西、山东、河北五省，人口约占刘姓总人口的36%：其次分布于湖南、辽宁、湖北、黑龙江和安徽，这五省的刘姓又集中了26%。四川和河南均居住了刘姓总人口的10%，为刘姓并列第一大省，分别占省总人口的5.5%和6%。全国形成了华北、四川、华中、东北四大块刘姓人口聚集地区。在近600年期间，刘姓人口流动的程度和方向与宋、元、明期间有很大的区别，由东部向华中、华北的回迁已经大于由北向南和东的迁移，同时，黄河以北的刘姓人群也大批向东北地区移民。
2013年4月15日，新华社电文公布了姓氏人数排行榜，刘姓人口有近7000万，占全国人口的5.34%，在王、李、张之后排第四位。[3]
刘姓人口单位面积内密度最高的地区在东北、渤海湾、四川东南，每平方公里的刘姓人口达到14人以上，中心地区可达到25人以上。刘姓分布密度示意图表示：密度最高的(14人以上/平方公里)地区仅仅占国土面积的14.7%，刘姓人口大约2718万；10.5—14人/平方公里的地区占国土面积的l0.5%，刘姓人口大约1143万；3.5—l0.5人/平方公里的地区占国土面积的35.3%。刘姓人口大约2273万；不足3.5人/平方公里的地区占国土面积的39.5%，刘姓人口大约322万。
刘姓分布很广，但不均衡。刘姓在北方和中原地区是最常见的姓氏之一。刘姓在人群中分布频率示意图表明：在辽吉黑大部、内蒙古东部、河北、山东西北、新疆喀什地区，刘姓一般占当地人口的比例在7%以上，其覆盖面积占了总国土面积的12.1%；在青海以东、浙江以西的大批南北地区，刘姓分布频率在4.2%—7%，其覆盖面积占了总国土面积的38.6%；在浙江、江苏南部、福建大部、台湾、广东中部、海南南部、云南西南、四川西端、青海东部、新疆西地区，刘姓分布频率在1.4%—4.2%，其覆盖面积占了总国土面积的21.5%；在其他地区，刘姓分布频率不足1.4%，其覆盖面积占了总国土面积的27.8%。
枝荣本固，家庆绵长。世守耕读，辉耀先芳。
刘少奇家族字派：
起序端方，绍允维臧。麟勋渠翰，际运隆昌。
枝荣本固，家庆绵长。世守耕读，辉耀先芳。
刘开七公派下《刘氏通谱》公议派文（江西、湖南两省刘开七公后裔民国时期合修通谱时所订立的字派） ：
巨族同修谱，光前裕后清。存仁多发富，积善自成名。
添福承宗祖，迎祥列彦英。诗书宏世泽，礼乐振家声。
美事全忠孝，良谟尚读耕。相传千万代，永远绍彭城。
汾公白字派
祖德光昌日，宗功显大时，文经思世守，武纬尚超垂。
云仍咸拔萃，英俊尹锺奇，建立宁有极，成存本秉彝。
圣贤传统绪，君子肃威仪，心法念崇道，中庸志缉熙。
太和开顺则，善继仰家规，周全从济美，万亿正扬辉。
通公六十字派
祖德贻徽文远，宗公衍派长，渊源诚广大，嗣续愈藩昌，
文献家首传美，忠良代有光，英才兴盛世，俊彦显明堂，
诗礼遵庭训， 彝伦守典章，从兹赓蔼吉，谱策永同芳。
通公后裔在清乾隆续谱采用大成谱：
枝荣本固，家庆绵长。世守耕读，辉耀先芳。
刘少奇家族字派：
起序端方，绍允维臧。麟勋渠翰，际运隆昌。
枝荣本固，家庆绵长。世守耕读，辉耀先芳。
刘开七公派下《刘氏通谱》公议派文（江西、湖南两省刘开七公后裔民国时期合修通谱时所订立的字派） ：
巨族同修谱，光前裕后清。存仁多发富，积善自成名。
添福承宗祖，迎祥列彦英。诗书宏世泽，礼乐振家声。
美事全忠孝，良谟尚读耕。相传千万代，永远绍彭城。
汾公白字派
祖德光昌日，宗功显大时，文经思世守，武纬尚超垂。
云仍咸拔萃，英俊尹锺奇，建立宁有极，成存本秉彝。
圣贤传统绪，君子肃威仪，心法念崇道，中庸志缉熙。
太和开顺则，善继仰家规，周全从济美，万亿正扬辉。
通公六十字派
祖德贻徽文远，宗公衍派长，渊源诚广大，嗣续愈藩昌，
文献家首传美，忠良代有光，英才兴盛世，俊彦显明堂，
诗礼遵庭训， 彝伦守典章，从兹赓蔼吉，谱策永同
