元嘉二十四年(447年),刘浑九岁时,被封为汝阴王,食邑二千户。官拜后军将军,加散骑常侍。元嘉二十九年(452年),因着封地汝阴郡在之前元嘉北伐遭南侵的北魏军破坏,宋文帝徙封刘浑为武昌王。元嘉三十年(453年),太子刘劭弑父自立,以刘浑为中书令。同年宋孝武帝刘骏推翻刘劭即位,授刘浑征虏将军、南彭城、东海二郡太守,镇守京口。孝建元年(454年),改授使持节、监雍、梁、南北秦四州、荆州之竟陵随二郡诸军事、宁蛮校尉、雍州刺史。
刘浑年少凶狠暴戾,曾经在石头城因怨恨身边随行属下而用防身刀砍他们。父亲宋文帝被刘劭杀害后将入葬,但在前夕他竟裸著身体,脱了冠帽露著头走进散骑省玩乐,更弯弓射向通直郎周朗,更射中其后枕,用以取乐,无丧父哀思。至孝建二年(455年),刘浑到襄阳后竟与身边下属作文檄,自称“楚王”,甚至建年号“永光”,称永光元年,备置百官,以这种僭越之事开玩笑取乐。征虏长史王翼之取其手书文件进呈孝武帝,孝武帝遂命令有关部门上奏免刘浑为庶人,指令太常剥夺其宗籍,流放到始安郡。孝武帝又派了宠臣员外散骑侍郎戴明宝前去诘责刘浑,逼令他自杀,留在襄阳就地下葬,享年十七岁。大明四年(460年),孝武帝让刘浑迁葬到生母江太妃的墓旁。宋明帝即位后,追封刘浑为武昌县侯。