早年经历

刘子业生于公元449年2月25日（元嘉二十六年正月十七日）。公元451年（元嘉二十八年），其父宋孝武帝刘骏镇守寻阳，刘子业留在京城建康（今江苏南京）。 

公元453年（元嘉三十年），宋孝武帝讨伐叛逆的刘劭，刘子业被拘留在侍中下省，几次差点被害，最终无恙。同年四月，宋孝武帝即皇帝位，立刘子业为皇太子。

公元458年（大明二年），刘子业住进东宫。公元460年（大明四年），刘子业在崇正殿讲解《孝经》。公元463年（大明七年），举行冠礼。 

登基为帝

公元464年（大明八年）闰五月十六日，宋孝武帝去世，同日，皇太子刘子业即位，改年号为永光。大赦天下。免去太宰江夏王刘义恭尚书令职务，加封为中书监，骠骑大将军柳元景任尚书令。五月十九日，设置录尚书，太宰江夏王刘义恭任录尚书事。骠骑大将军柳元景加封为开府仪同三司。任命丹阳尹永嘉王刘子仁为南豫州刺史。七月，尊祖母皇太后路惠男为太皇太后，母亲皇后王宪嫄为皇太后。 

被杀去世

当时，刘子业日益凶残暴虐，不断杀人，朝廷内外百官，性命不保。起先有传言说，湘中出天子，刘子业将要南巡荆州和湘州，以肃清流言。刘子业首先想杀各位叔叔，这样就引发了废帝事件爆发。 

公元465年（景和元年）十一月，刘子业的叔叔湘东王刘彧与亲信阮佃夫、王道隆、李道儿，暗地与刘子业的亲信寿寂之、姜产之等十一人联络谋划共同废掉刘子业。公元465年466年1月1日（景和元年十一月三十日）夜，巫师诱骗刘子业说，华林园竹堂有鬼。所以刘子业亲自到华林园竹林堂射鬼。他的亲信寿寂之带刀冲进去，姜产之作为寿寂之的帮手。刘子业想逃走，寿寂之追赶并杀了他，时年十七岁。 葬于丹阳郡秣陵县南郊坛西。