据史记《汉书》《通志·氏族略》和《中国姓氏》所载，刘姓的起源主要有三支：祁姓、姬姓、外族的改姓。

1、最早的一支来源于祁姓，是帝尧的后裔，形成于夏朝后期，出自今河南鲁山。

祁姓之刘有同出一源的两支：一支直接出自刘累，形成于夏朝；一支出自刘累后裔士会，形成于春秋初期。 

刘累生于夏朝后期，曾经跟着精通养龙技术的豢龙氏学过驯化龙的本领，为夏朝第十三帝孔甲驯养4条龙，因而被孔甲赐姓为御龙氏  。刘累在为孔甲养龙时住在今河南偃师县南 。后来，由于饲养不善，死了一条雌龙，刘累怕孔甲治罪，就偷偷地带着家眷南逃到鲁县（今河南鲁山县）躲了起来。刘累的子孙以刘累的名字为姓氏，就是中国最早的刘姓。

2、源于姬姓的刘氏形成于春秋时期，系以邑为氏，出自今河南偃师。

3、外族的改姓

（1）赐姓：项羽的叔父项伯，因在鸿门宴对刘邦有救助之功，刘邦赐其家族姓刘。公元前202年，刘邦在洛阳即皇帝位后，接受戍卒娄敬定都关中的建议，决定把国都迁到长安，并因此赐娄敬姓刘。

（2）西汉初年：匈奴族刘姓。当时，匈奴部族强盛，汉高祖刘邦采取和亲政策，把皇室宗女嫁给匈奴单于冒顿为妻。冒顿姓挛，但按照匈奴贵者皆从母姓的习俗，挛氏子孙皆姓刘。

（3）魏晋十六国时期：匈奴族的一支为争取中原人民的支持,自称是汉朝公主与匈奴单于的后裔，一直使用母方的姓氏故而姓刘，前赵的建立者刘渊即是匈奴贵族。

（4）北魏“勋臣八姓”之一有独孤氏，孝文帝于太和二十年（494年）自山西大同迁都洛阳后，于496年实行汉化改革，将鲜卑族的独孤氏改为刘氏。

（5）唐末五代时期，突厥别部沙陀族的一支也冒称是刘邦的后裔。五代十国中的后汉政权和北汉政权就是由沙陀刘氏建立的。

从西汉初期的匈奴贵族内附，南北朝的鲜卑族进入中原，一直到清朝的满洲八旗汉化，这期间有大量外族人改姓刘姓。