刘仁轨是汴州尉氏（今河南尉县）人，他出身于隋末平民之家，家贫，但自幼“恭谨好学”，他上山砍柴，用树枝在泥地上指指划划写字，将学来知识，默记于心，少年时便以博学广识而为乡人誉之。

　　武德初年，刘仁轨在河南道安抚大使任瑰帐下任秘书，任瑰起草奏章，刘仁轨对草稿作了修改润色，任瑰大为赞赏，任命他为息州参军，刘仁轨在仕途上初露锋芒。

　　刘仁轨不仅好学不倦，而且生性刚毅，敢做敢为。当他调任陈仓县尉时，他的顶头上司折冲都尉鲁宁，为人骄横霸道，屡次放纵犯法，因为鲁宁强悍凶蛮，官署内无人敢批评他。刘仁轨却不惧，鲁宁一次违法，刘仁轨当面指责，将其关进监狱，鲁宁破口大骂，刘仁轨果断用刑仗将其杀死。此事被唐太宗获悉，认为以下犯上，将刘仁轨召之朝廷严责，刘仁轨不慌不忙回答：“鲁宁放纵犯法不知罪，却又侮辱我全家，我这才杀了他。”唐太宗明辨是非，不加罪，反而提拔刘仁轨当了咸阳县丞。

　　贞观十四年秋天，唐太宗准备在同州圈地设打猎场，刘仁轨上表，以此举扰民为由，加以劝阻，众臣为之担忧，唐太宗却奖之，任命刘仁轨为新安令，不久又升为给事中。

　　唐太宗卒，其子李治即位，即唐高宗。武则天擅权，佞臣李义府以谄媚获宰相之职，因刘仁轨在朝廷上刚直敢言，屡为李义府所厌。

　　显庆元年，刘仁轨秉公处置毕正义一案，得罪李义府，被贬为青州刺史。显庆五年，唐高宗远征高丽，刘仁轨负责督运粮草，他见天象异常，要求改日启程，但李义府不准。结果，粮船遇风浪损失甚大，李义府暗中指使监察御史袁异式弹劾刘仁轨，并向唐高宗李治献言：“不杀刘仁轨，无法向百姓交代。”李治将刘仁轨免职，刘仁轨不辩，以百姓身份随军出征。

　　后来，刘仁轨建立战功，又被起用为都护。李义府一计不成，又生一计，他推荐年已花甲的文官刘仁轨为讨伐高丽与倭寇的主帅，以此借刀杀人。不料刘仁轨率兵出征，挫高丽，四败倭寇。被《旧唐书》赞之：“文雅方略，无谢昔贤（诸葛亮、王猛），治戎安边，绰有心术，儒将之雄者也。” 

　　刘仁轨不仅在军事上有指挥能力，而且他写的奏表文书，都合乎礼仪格式，文采洋溢，颇为唐高宗赏识。至乾封元年，刘仁轨出任右相，兼检校太子左中护，当时陷害过刘仁轨的袁异式惊惶不安，害怕撤职丢官。但却被刘仁轨推荐为中台司元大夫，刘仁轨大度地对袁异式说：“过去的事让它过去吧！”原来刘仁轨不计私仇，以才干选拔人才，众臣皆曰：刘仁轨，公心也。刘仁轨虽高居相位，从不骄傲自大，衣食与年轻时相似，会见贫贱时的旧友，也毫无一点架子。

　　武则天执政时，刘仁轨任尚书左仆射，他八十开外，因年老体弱，请辞，并上表向武则天说了汉初吕后乱政败亡之事，在朝大臣大为惊愕，皆为刘仁轨捏了一把汗，因吕后在刘邦去世后擅权，她重用吕禄、吕产给西汉王朝带来了灾难，这情形与当时武则天掌权，重用武三思等武家人十分相似。但令人意外的是武则天没有怪罪刘仁轨，反而将他进封为郡公。

　　垂拱元年，刘仁轨逝世，卒年85岁。武则天停朝三天，并命在朝京官依次赴刘府吊祭。唐中宗即位后，追赠刘仁轨为太尉、谥号文献。

　　刘仁轨生性梗直，梗者，刚直有刺也，他一生行事光明磊落，不畏权势，敢于直言，年轻时敢劝阻唐太宗圈地围猎，晚年又以吕后乱政事劝谏一手遮天的武则天。唐太宗曾誉之：“竭诚奉国。”武则天也赞道：“忠贞之操，终始不渝；劲直之风，古今罕比。”

　　正直敢言的忠臣能得以善终，在封建社会中不多见，刘仁轨却是其中之一。