刘仁轨别名正则，汴州尉氏县人。少年时代家境贫困，爱好学习。遇上隋朝末年的社会动乱，不能安静地读书，每当劳动之余，就伸出手指在空中、在地上写写划划，来巩固学得的知识，终于以学识渊博而闻名。

武德初年，河南道安抚大使任瑰起草奏疏议论国事，刘仁轨看到那份草稿，替他修改了几句话。任瑰对他的才学感到惊异，按照朝廷的授官规定任命他为息州参军。

后来改任陈仓县尉。官署里有个名叫鲁宁的折冲都尉，骄狂放纵违反法纪，县署里没有谁能制服他。刘仁轨警告他不得重犯，但鲁宁凶暴蛮横依然如故，刘仁轨用刑杖将他打死。州里的官员把这事报告了朝廷，唐太宗愤怒地说：“一个县尉竟打死了我的折冲都尉，这能行吗？”把他召进朝廷责问。刘仁轨回答说：“鲁宁侮辱我，我因此杀了他。”唐太宗认为刘仁轨刚毅正直，提拔他任咸阳县丞。

贞观十四年（640年）秋，唐太宗准备到同州设置栅栏圈围野兽打猎。当时秋收还没有结束，刘仁轨上表劝阻说：“臣听说上面屋漏，下面的人知道；愚夫的计谋。可供圣人选择。所以周王向割草砍柴的人请教，商王和筑墙的傅说谋划，因此得以长久统治国家，传位无穷，功业显於宗庙，幸福流於后世。陛下天性仁爱，亲行节俭，朝夕思念，百姓在心，一人流离失所，救民之心就深切忧虑。臣听说大驾想到同州围猎，臣知四季巡视游猎，是前代帝王的常典，不过事有沿袭改革，不必一定遵循。今年好雨及时，秋天庄稼极为茂盛，田野一片金黄，庄稼才收了十分之一二，尽力收割，一个半月还不能结束，贫困无力的人家，谷子收完才准备种麦，就是按照平常的徵派，对田家已有妨碍。现在既要供奉承办打猎事宜，又要修理桥梁道路，纵使非常简略，也需动用一两万个人工，百姓正忙於收割，实在穷於应付。臣希望陛下少留一点万乘的尊严，倾听一人之言，推迟十天，待收割完毕，就会人人都有空闲，家家都得康宁。车轮慢慢起动，公私都得便利。”唐太宗下诏书慰劳说：“卿职位虽低，竭尽忠诚奉事国家，所论之事，朕都十分赞赏。”不久拜授新安令，累迁为给事中。

刘仁轨为官清廉刚正，在国臣中颇有威望。但是为李义府所厌恶。

显庆元年（656年），刘仁轨因处理大理寺丞“毕正义案”得罪李义府，贬青州（山东省青州市）刺史。

显庆五年（660），唐高宗发兵征讨辽东，督海运遇风覆船，所部死伤严重，朝廷派监察御史袁异式审讯，李义府暗示袁异式：“你如果能办成这事（陷害刘仁轨），不用担心没官做。”李义府对唐高宗说：“不斩刘仁轨，无法向百姓谢罪。”舍人源直心说：“海风暴起，这不是人力所及。”唐高宗将刘仁轨免去了官职，以普通百姓的身份随军。

同年，苏定方平定百济国，刘仁愿被任为都护，留下与新罗王金春秋的少子金仁泰共同镇守百济都城泗沘城。唐朝在百济设立熊津都督府，以左卫中郎将王文度为熊津都督，但在渡海时病亡。唐高宗任命刘仁轨检校带方州刺史，代替王文度统军。

显庆六年（661年），百济旧将僧道琛、福信等人立故王子扶余丰为王，起兵反抗唐军，围攻刘仁愿于府城。

刘仁轨与新罗兵一起援救刘仁愿，并击退围攻百济军，与城中的刘仁愿会合。这时苏定方征讨高丽，围攻平壤没有攻克。唐军因战事不利，又值大雪，遂退出平壤，刘仁轨自请留守。

唐高宗命令刘仁轨带领部队到新罗国去和金法敏商议是回国是留守的主意。将士们都想回国，刘仁轨说：“按照《春秋》的义理，大夫出征国外，只要是可以使朝廷安宁、国家有利的事，就得专心一意地去做。如今皇上准备消灭高丽，首先消灭了百济，留下部队镇守，控制了它的要害。虽然叛贼强横，但它的兵卒劳役并不充足，我们应当磨好刀枪，喂饱战马，趁它没有准备，打它个措手不及，百战百胜万无一失。到了胜利无疑的时候，摆开决战阵势，驱马传递文书请求朝廷增派军队，声援接应，敌人就可消灭了。眼下平壤没有攻克，熊津又放弃了，那么百济死灰复燃，消灭高丽就不知是哪年哪月了。我们虽然驻进了新罗国，但这正像客人一样，发生了不称心的事，后悔还来得及吗？百济的扶余丰对福信心怀猜忌，貌合神离，势必不会支撑多长时间。我们应当坚持守卫等它发生变故再去消灭他们，目前不能轻率行动。”

刘仁轨的谏奏不但让唐高宗满意，众臣也交口称赞。事态的发展果如其料，时机成熟，刘仁轨派人侦察了岘城敌方军情，乘着夜晚催促新罗的兵卒悄悄来到真岘城下攀援城墙，拂晓破城而入，于是打通了新罗的运粮道。

龙朔三年（663年），百济王扶余丰猜疑福信争权，杀了福信。又闻唐兵骤至，急遣使者到倭国高句丽求援。倭国毛野稚子等率二万余人攻新罗，

朝廷诏令右威卫将军孙仁师率领军队渡过渤海到来了，士气振奋。

这时，将领们讨论进攻目标，有人说：“加林城是水陆交通要道，何不首先攻打它？”刘仁轨说：“用兵的原则是避开坚实部位攻打薄弱环节，加林城地势险阻守卫坚固，进攻就会大量伤亡，守卫也会旷日持久。周留城，是敌人的巢穴，敌军头目都集聚在那里。如果攻克周留城，其余各城自然就好夺取了。”

于是孙仁师、刘仁愿以及新罗国王金法敏率领陆军进发，刘仁轨和杜爽、扶余隆沿着熊津、白江进军去和陆军会合。刘仁轨在白江口遇上了倭国的军队，唐军四战皆捷，焚烧倭国战船四百艘，海水都映红了。扶余丰脱身逃走，其宝剑被缴获。百济的王子扶余忠胜、扶余忠志率领自己的兵众和倭国的军队投降，只有主帅迟受信占据的任存城还没有攻克。

当初，苏定方打败百济国，主将沙吒相如、黑齿常之纠集逃散的兵卒，凭借险要地势接应福信，到这时投降了唐军。刘仁轨对他们表示了诚意，让他们攻取任存城来证明自己的真诚，就给了他们充足的武器干粮。孙仁师说“：外族属国心性放纵不可信任，如果给予武器粮食，就是为他们反叛提供条件。”刘仁轨说：“我观察沙吒相如、黑齿常之真诚并有谋略，乘机立功，还怀疑什么？”他们两人到底攻克了任存城。迟受信丢下老婆孩子逃往高丽，百济国的残余势力全部消灭。孙仁师等人整顿部队班师回朝，朝廷诏令刘仁轨留下率领军队镇守百济。

百济国两次遭受战乱，僵尸遍地如同丛生的草木，刘仁轨命令着手对死者进行掩埋祭奠。重新登记户籍，设置官署属吏，开辟道路，建设村庄，修复堤坝塘堰，救济贫困人家，鼓励农业生产，替他们建立土地神庙，百济的民众都安居下来。守军于是垦种土地，筹划平定高句丽。

刘仁愿回到京城，唐高宗慰问他说：“你本来是位武将，写来的军事奏表文书，都合乎礼仪格式，用什么办法达到这个水平的呢？”刘仁愿回答说“：都是仁轨的手笔，不是我能写出来的。”唐高宗赞赏刘仁轨，破格提拔他六级官阶，正式任命他为带方州刺史，奖给他一处住宅，给他夫人孩子丰厚的赏赐，送去盖有御印的文书进行表彰。在这之前，太宗贞观、高宗永徽年间，阵亡将士都诏令使者前去慰问祭奠，有的还把追认的官职爵位转授给他的后辈担任。显庆以后，奖赏出征将士的事差不多全没有了；到了打败百济国、攻下平壤城时，有功的人完全没有甄别任用。州县征募兵役，人们不愿当兵出征，身体健壮家境富裕的人，用财物到官府打通关节，都可以逃避征调。招募到的人都愚弱贫困，没有战斗意志。刘仁轨全面论述了不计功行赏的弊病，要求朝廷对出征将士给予慰劳奖赏，以便鼓舞士气。 还呈递奏表建议任用扶余隆，让他安抚百济的民众。唐高宗才任命扶余隆为熊津都督。

当时刘仁愿任卑列道总管，唐高宗诏令他率领部队渡过渤海，接替驻守百济，再和刘仁轨一起回国。刘仁轨说：“皇上巡视各地，还要筹划平定高丽。眼下正值农忙季节，如果官兵全被接替，新来的人不熟悉情况，万一这里发生变故，谁能保卫？不如留下原来的部队收割完毕之后，分批派他们回国。我应当留下，还不能离开。”刘仁愿不同意，说：“我只知道执行诏令。”刘仁轨说“：不对。如果对国家有利，知道该做就没有不做的，这是臣下应守的节操。”于是向朝廷陈述利害关系，请求留守百济。高宗诏令同意。因此认为刘仁愿不忠。

当初，刘仁轨任带方州的检校刺史时，对别人说：“老天打算让我这老头富贵吧！”于是请求到了朝廷颁布的历书和历代皇帝的名讳，有人询问这是为什么，刘仁轨回答说：“我会平定辽东，颁布使用大唐历法。”结果都像他说的那样实现了。

麟德二年（665年），唐高宗到泰山封神时，刘仁轨带领新罗、百济、儋罗、倭国这四个属国的酋长奔赴泰山参加祭典集会。高宗特别高兴，擢其为大司宪，袁异式大惧，内心不安，刘仁轨告诉他忘掉过去的事。

乾封元年（666年）六月，刘仁轨迁右相，兼检校太子左中护，累前后战功，封乐城县男，推荐袁异式任中台司元大夫。监察御史杜易简说：“这就是所谓的矫枉过正啊！”

咸亨元年（670年）正月初三，刘仁轨乞老归养，获准，不久复出，出任陇州刺史，以防吐蕃。

咸亨三年（672年），出任太子左庶子。

咸亨四年（673年）三月初十，奉命改修国史。

咸亨五年（674），任鸡林道大总管，东征新罗国。刘仁轨率领军队横渡瓠芦河，进攻重镇七重城，攻克了这座城镇。进封爵号为乐城县公，他的儿子以及哥哥的儿子中有三个人被授予上柱国头衔，乡亲们为此感到光荣，把他的故居称为“乐城乡三柱里”。不久被任命为尚书左仆射兼太子宾客，仍旧主持政务。

仪凤二年（677年）五月，吐蕃犯扶州（治同昌，今甘肃文县）临河镇，唐军兵败，朝廷任命刘仁轨为洮河道（军在鄯州城内）行军镇守大使，建议屡遭李敬玄反对，刘仁轨因此怀恨在心。一日刘仁轨上奏：“西边镇守的重任，非李敬玄不可。”李敬玄推辞不掉。仪凤三年（678年）九月，李敬玄大败，唐军损失过半。

永隆二年（681年），任太子少傅。多次请求退休，朝廷同意他免去尚书左仆射职务。唐高宗游幸东都洛阳，皇太子李显留在京城处理军政事务，唐高宗诏令刘仁轨和裴炎、薛元超留在长安辅佐太子。太子赶赴洛阳后，唐高宗诏令皇太孙李重照留守长安，刘仁轨任副留守。

武则天执政时，又任命他为尚书左仆射。皇太孙被废除后，刘仁轨独自主持长安留守事务。

刘仁轨又上疏以年老体弱为由而推辞，请求罢丅免留守之任，乘机陈述吕后乱政败亡之事，来进行规劝谏阻。武则天派武承嗣带着诏书到京城慰问他并说明道：“今日因皇帝正在守丧不能开口发布政令，我暂时代替他处置政事。劳卿从远处劝诫，又上表声称年老多病要辞职，内多责备抱怨，使我忧虑不安进退无据。你又说u2018吕后被后代耻笑，吕禄、吕产给汉朝带来灾难u2019，比喻实在深刻，使我欣慰和惭愧交集。公忠贞的操守，终始不变；劲直的气节，古今罕比。开始时听到这种话，怎能不感到迷惘；静而深思，足为借鉴。而且宰相之位，是百官的楷模，何况公是先朝旧臣，为远近所注目。希望以匡正补救国事为怀，不要以年迈为由请求退休。”不久进封郡公。

垂拱元年（685年），遵从新令改任文昌左相、同凤阁鸾台三品。正月二十二，刘仁轨逝世。武则天停朝三日，命在京官员依次到他家中吊祭，赠为开府仪同三司、并州大都督，陪葬乾陵，赐其家实封三百户。

刘仁轨虽然位居宰相，从不骄傲自大，每次会见贫贱时的旧友，不改平民时的样子。刚任陈仓尉时，观相人袁天纲对他说：“你最终会位居宰相，年纪近九十。”后来果然应了他的预言。刘仁轨亲身经历了隋末的乱世，辑录所见所闻，写了《行年记》流行于世。

嗣圣元年（684年），武则天意图诛杀裴炎，派郎将姜嗣宗自洛邑出使长安，问刘仁轨意见。刘仁轨问姜嗣宗洛阳的情况，姜嗣宗说：“我觉得裴炎举止很奇怪，有异于常，很久了。”刘仁轨说：“您察觉了吗？”姜嗣宗说：“是的。”刘仁轨告诉他：“仁轨有事禀告，请帮我顺便上奏罢。”姜嗣宗答应他。于是姜嗣宗带着刘仁轨的奏章返回洛阳，结果刘仁轨在奏章说“嗣宗知裴炎造反，而不上奏。”武则天则处死裴炎，并在都亭驿将姜嗣宗处以绞刑。

李世民：“卿职任虽卑，竭诚奉国，所陈之事，朕甚嘉之。”

刘仁愿：“刘仁轨之词，非臣所及也。”

武则天：“公忠贞之操，终始不渝；劲直之风，古今罕比。”

韦述：“世称刘乐城与戴至德同为端揆，刘则甘言接人，以收物誉；戴则正色拒下，推美于君。故乐城之善于今未弭，而戴氏之勣无所闻焉。呜呼！高名美称，或因邀饰而致远；深仁至行，或以韬晦而莫传。岂唯刘、戴而然，盖自古有之矣。故孔子曰：u2018众好之，必察焉；众恶之，必察焉。u2019非夫圣智，鲜不惑也。且刘公逞其私忿，陷人之所不能，覆徒贻国之耻，忠恕之道，岂其然乎？”

《旧唐书》：昔晋侯选任将帅，取其说《礼》《乐》而敦《诗》《书》，良有以也。夫权谋方略，兵家之大经，邦国系之以存亡，政令因之而强弱，则冯众怙力，豨勇虎暴者，安可轻言推毂授任哉！故王猛、诸葛亮振起穷巷，驱驾豪杰，左指右顾，廓定霸图，非他道也，盖智力权变，适当其用耳。刘乐城、裴闻喜，文雅方略，无谢昔贤，治戎安边，绰有心术，儒将之雄者也。天后预政之时，刑峻如壑，多以谀佞希恩，而乐城、甑山，昌言规正，若时无君子，安及此言？正平铨藻吏能，文学政事，颇有深识。而前史讥其谬谥，有涉陈寿短武侯应变之论乎！非通论也。

赞曰：“殷礼阿衡，周师吕尚。王者之兵，儒者之将。乐城、闻喜，当仁不让。管、葛之谭，是吾心匠。”

《新唐书》：“仁轨等以兵开定四夷，其勇无前，至奉上则瞿瞿若不及，行俭临下以恕，师德宽厚，其能以功名始终者，盖近乎勇于敢则杀，勇于不敢则活者邪！”

蔡东藩：“高宗时之良将，苏定方外，应推刘仁轨，高丽未捷而还师，百济复燃而未靖，微仁轨之临机决胜，则刘仁愿必且还军，即幸不为敌所乘，而新罗介居两国间，又遭大丧以后，其能免为蚕食乎？故仁愿之从谏如流，虽有足称，而平定百济，虽出仁轨之功，表而出之，功其庶不没乎？”

刘滔、刘濬。

刘晃（《旧唐书》作刘冕）：刘濬长子，太常卿，袭乐城公。

刘昂，刘濬次子，京兆少尹。