早期生涯

刘邦本名刘季，出生於沛县丰邑中阳里，今江苏省丰邑沛县的一个农户家里。其祖父为一名被魏国所俘而没为奴隶的秦兵，逃入齐後改名刘清，由於刘清脸上之刺青，因此其一辈子都在当时之不毛之地的沛县一带生活。刘邦父母名字没有记载，只记载名为阿父，亦有称之刘太公、刘媪。刘邦本来也是有姓而无名，只是叫刘季，即现代汉语所说之刘四，这在先秦下层社会是十分常见的现象。刘姓当时是唯一的姓氏,由刘清自己搞出来的。相传上古时代的刘嫘氏和公刘氏在秦末早已湮没毋存。为此太史公千方百计亦无法知道刘邦之祖籍，只好按传说中刘母与蛟龙交合而产下刘邦记载，其原因即在此。因此，刘邦才可以搞「非刘姓者不得为王」之约。

年少时的刘邦性格豪爽，不喜欢读书，但对人很宽容，也不喜欢从事农事，所以被他的父亲训斥为「无赖」，并说他不如自已的哥哥，但刘邦还是我行我素。长大後考试做了泗水亭长（亭长即大约是今天的里长），和县里的官吏们混得很熟，在当地也小有名气。在秦都咸阳见到秦始皇出游，发出了「嗟乎，大丈夫生当如此也」的感叹。与吕公叔平结识，娶其女吕雉为妻。後担任沛县县长。

反秦战争

一次押解犯人的途中，由於气候因素延误行程。刘邦知道延误行程的结果会是被判死刑，在“没有任何损失”的情况下，刘邦决定谋反抗变，“斩白蛇起义”，攻占沛县等地，抵抗秦朝， 而这次所押的犯人就成了他早期的兵力核心。

秦二世二年（前208年），燕﹑赵﹑齐﹑魏皆自立为王。项梁也在吴地起事，拥立楚怀王之孙芈心为王，亦称怀王。刘邦投靠项梁。项梁死后，芈心封项羽为长安侯，随宋义北上与秦军主力对抗，救援赵国；另外又封刘邦为武安侯，令其向西略地入关。并约定，“先入定关中者王之”。由于秦军主力受到项羽牵制，前206年，刘邦轻松地进入关中，逼近咸阳，赵高杀秦二世，子婴被立为秦王。子婴在杀死赵高后，向刘邦投降，秦朝灭亡。刘邦与关中父老约法三章：「杀人者死，伤人及盗抵罪。」。使咸阳很快恢复社会秩序。

楚汉相争

在入咸阳前，项羽屯驻在鸿门时，曾邀请刘邦赴宴，也就是有名的鸿门宴，然而项羽未听从亚父范增之计，使得刘邦逃过一劫。项羽进入咸阳，火烧咸阳宫，自称西楚霸王，俨然天下共主，分封群臣。项羽将刘邦分封到巴蜀汉中一带为汉王，却将楚怀王先前许诺的关中之地封给三个秦朝降将（史称三秦）。项羽的分封无法服众，各国起兵叛变，刘邦趁项羽出外平乱出兵关中，甚至连项羽的根据地彭城也被他占领。

经过楚汉之间长期的拉锯战，在萧何、张良、韩信等的协助下，刘邦所率领的汉军逐渐坐大。楚汉两国协议以鸿沟为界，鸿沟以西为汉，以东为楚，互不侵犯。但是，当项羽遵守诺言退兵，并放回曾被扣为人质的刘邦的父母妻子之後，刘邦却背信偷袭。项羽退到垓下，刘邦用四面楚歌之计瓦解楚军军心，最後项羽走投无路，自觉无颜见江东父老，只好自刎於乌江边。这场历时五年（高祖元年（前206年）元月至五年（前202年）十二月）的楚汉战争，终以刘邦一统天下，项羽彻底败亡而自杀告结束。

建立汉朝

项羽败亡後，高祖六年（前202年）正月甲午，刘邦於泛水之阳即皇帝位，定都洛阳（不久迁至长安），定国号为汉，史称西汉。并立王后吕雉为皇后，立太子刘盈为皇太子。

刘邦称帝後，采取了许多重要措施，例如：分封天下诸侯；减轻赋税，「与民休息」；凡民以饥饿自卖为奴婢者，皆免为庶人；士兵复员，免其徭役等。

秦亡以後，漠北的匈奴乘机南下骚扰汉朝北方边境。前201年，韩王信投降匈奴。前200年，在北伐匈奴时，刘邦自己亦被冒顿单-(于)-30万骑围於白登（今山西省大同）。後用陈平之计，贿赂匈奴阏氏才得以脱险。又接受娄敬之策，开始了与匈奴的和亲政策。

在评论自己为何能打败项羽夺得天下时，刘邦曾说：「夫运筹策帷帐之中，决胜於千里之外，吾不如子房。镇国家，抚百姓，给馈饟，不绝粮道，吾不如萧何。连百万之军，战必胜，攻必取，吾不如韩信。此三者，皆人杰也，吾能用之，此吾所以取天下也。项羽有一范增而不能用，此其所以为我擒也」。

刘邦早年放荡不羁，轻视儒生，称帝后，仍认为读书无用。陆贾提醒刘邦：「马上得之，宁可以马上治乎？」刘邦於是命陆贾着述秦亡之理，以之为戒，并实施行仁义、休养生息、无为而治的政策；又命萧何参照秦朝法律「取其宜於时者，作律九章」，即「汉律九章」。

晚年，刘邦宠幸爱姬戚夫人而疏远了吕后，多次想废黜吕后所生太子刘盈（汉惠帝），而改立戚氏之子赵王刘如意。因群臣特别是诸吕的反对，只得作罢。刘邦晚年还曾返回故乡沛县，与父老子弟饮酒，席间作《大风歌》：「大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方！」

消灭异姓王

「飞鸟尽，良弓藏；狡兔死，走狗烹。」在夺得天下之後，刘邦为了各避免异姓王坐大犯上，以叛乱的罪名，先後诛灭了陈豨、韩信、彭越等有功之臣，开後世皇帝杀功臣之首例。

高祖十二年（前195年），刘邦在讨伐英布叛乱时，为流矢所中。刘邦在安排完身後事不久，即於四月甲辰驾崩长乐宫中。五月葬长陵。

刘邦死後，吕后立刘邦次子刘盈为帝，是为孝惠帝。