早年经历
宋理宗绍定五年(1232年)十二月二十四日,刘辰翁生于庐陵(今江西吉安县梅塘乡小灌村)。他幼年丧父,宋理宗嘉熙二年(1238年),受业于曾子渊、朱埴、陆象山(一说认为刘辰翁未受业于陆象山)。
淳祐元年(1241年),江万里出任吉州知州,建白鹭洲书院,聘请欧阳守道讲学,刘辰翁跟从他学习,文天祥、王梦应皆出其门下。刘辰翁同时在王泰来处学诗。
刘辰翁淳祐四年(1245年),刘辰翁参加吉安县童试。
宝祐六年(1258年),与庐陵人王寿鹏、曾应龙参加乡试中举,夺得解元。当时丁大全在朝为相,专权结党,刘辰翁对策“严君子小人朋党辨”,当朝认为他涉嫌诽谤,不为录用。次年,丁大全罢相,刘辰翁恢复贡生资格。
宋理宗景定元年(1260年),刘辰翁至临安(今浙江省杭州),受到国子监祭酒江万里赏识,被补录为太学生。江万里称赏其文,从此师生之间交往频繁。江万里为官期间,曾几次将刘辰翁招致幕下或予以举荐。
景定二年(1261年)十二月,不久前改任知枢密院事的江万里罢官,回到故乡都昌(今江西都昌县),年底,刘辰翁前往看望闲居在家的江万里。
仕宦浮沉
景定三年(1262年),刘辰翁到临安参加进士试。廷试对策时,恰逢贾似道擅权,刘辰翁称忠良固然可以被陷害,但其气节无法撼动。此言忤逆贾似道,因此,刘辰翁被宋理宗亲自置为进士丙等,从此他留下了耿直的名声。后因亲人年迈,请为赣州濂溪书院山长,罗履泰等名士都出自于他的门下。同年再次谒见赋闲的江万里。
景定五年(1264年)春,江万里知建宁府,兼福建转运使,刘辰翁入其幕僚。五月,江万里迁任知福州、福建安抚使,刘辰翁跟随他到了福州。九月,为贾似道两国太夫人寿辰作贺词。
宋度宗咸淳元年(1265年)夏,江万里入朝执政,携带刘辰翁一并入京。秋后,刘辰翁出任临安府教授,任职前后约半年,直至次年春。其子刘将孙随侍左右。由他录取的戴表元、何新之等人都成了后来的名士。
咸淳二年(1266年)春,江万里罢相,刘辰翁一同被弹劾,回乡闲居。罢官返回故里时,刘辰翁途经洪州,曾游玩紫极宫。
咸淳四年(1268年)春夏在家闲居。秋,江万里出任太平州江东转运使,辟用刘辰翁为幕僚。
咸淳五年(1269年)春,江万里入为参知政事,荐举刘辰翁为中书省架阁,任职仅一月半,母亲病故,刘辰翁丁母忧返乡。中书省任职是刘辰翁一生唯一的一次在朝廷做官。
末世奔波
咸淳八年(1272年)夏,从临安返回庐陵,在庐陵闲居数年。
咸淳九年(1273年),江万里任湖南安抚大使,这年秋天,刘辰翁到长沙探访恩师。他在湖南逗留的时间并不长,年底,他得知元兵将要渡江,遂前往江西。
宋恭帝德佑元年(1275年)二月,元军攻破饶州,退居此地的江万里投水殉国。五月,丞相陈宜中荐居史馆,辰翁辞而不赴。十月又授太学博士,其时元兵已进逼临安,江西至临安的通道被截断,未能成行。当年文天祥起兵抗元,刘辰翁曾短期参与其江西幕府,十二月,避难于吉水虎溪。
端宗景炎元年(1276年),春,元兵破临安。刘辰翁仍在虎溪。暮春,刘辰翁离开虎溪。大部分时间都居住在庐陵县宣化乡(今江西庐陵)。期间刘辰翁还曾被任命为知临江军,但因临安已破,刘辰翁并未赴任。
遗民生活
宋端宗景炎三年(1278年),漂泊在外的刘辰翁回到庐陵,待了一段时间。同年秋,与二僧人共登华盖岭。
宋祥兴二年(1279年),宋末帝跳海而亡。刘辰翁为寻找江万里之子江镐,谋葬江万里,从庐陵到都昌。
元世祖至元十七年(1280年)初,与黄纯父在彭泽县相遇。之后返回庐陵。得到江镐音讯后,重新到都昌葬江万里,并为万里石山庵命名归来庵。年底,作《归来庵记》。随后刘辰翁不仕,返回家中,潜心著作,同时还招收弟子,传授毕生所学。
元成宗大德元年(1297年)正月十五日,刘辰翁逝世于家中,享年66岁。四方学者将其葬在庐陵北郭外。