1966年农历九月十六日，黑龙江省依安县红星乡东升村一户普通农民家中，一个男婴呱呱坠地，父亲刘志生为他起名刘伯明。
刘伯明兄妹6人，他在家中排行老二。1983年，刘伯明考到依安一中读高中时，家里要同时负担5个孩子读书，以种地为生的父亲已经深感乏力。
刘伯明知道家里困难，决定不像其他同学那样住校，而是跑校。父亲咬牙花100多块钱给他买了一辆二手的“白山”自行车，供他上学往返。
学校离家近10公里，全是坑洼土路。好天气时走路都吃力，遇到下雨天就变成黑泥水，连下脚都难。冬天路面结冰，非常滑。刘志生说，高中3年，刘伯明每天三四点钟起床，走时天不亮，回家天又黑了，两头不见太阳。“瞅着挺遭罪，但是没办法，家里就这个条件。”
刘伯明高三时的班主任、现任依安县教育局副局长的张福林说，冬天的依安可劲儿冷，即使不下雪，刘伯明骑到学校时也是脸上、脖子上、身上挂满了白霜，衣服都是湿的，被同学们戏称为“小雪人”。但是无论雨多猛、雪多大，他从未迟到或早退过。
父亲刘志生说，虽然每天骑车往返20公里很辛苦，但是刘伯明高中3年从未生过病，连感冒都没有过。张福林说，高中3年，锻炼了刘伯明强壮的体魄和坚强的意志，为他日后奠定了坚实基础。
1985年，空军在依安县招飞行员，严格的身体素质标准使很多报名者在第一关就遭淘汰。而刘伯明，轻松地就过关了。中考英语曾得零分。
刘伯明初三时的语文老师张述和说，伯明的成绩一直非常好，当时全班考高中只考上五六个，他就是其中之一。但张述和也透露，中考时刘伯明的英语是零分。原来，刘伯明初中就读的农村学校，当时英语课只开半年，没有正规英语老师，所有学生在中考时都被英语拉了分。但即使是在一门没有分的情况下，刘伯明也考入了县里的一中。
刘伯明进入高中后在英语学习上格外下工夫。父亲刘志生说：“他连走道、干活时，都在背单词。”现在，在航天员队伍中，刘伯明的英语是最出色的。
正是从高中时代的一篇英文课外资料中，刘伯明第一次接触到了“航天”这个词。“‘对个人来说，这只是小小的一步；但对人类来说，却是一大步。’读到阿姆斯特朗登上月球时说的这句话，我很震撼。他的境界很高，航天的确是全人类的事业。”刘伯明事后表示。
1985年，在通过苛刻的招飞体检之后，刘伯明又毫无悬念地通过了文化课考试，进入空军长春飞行学院（今空军航空大学）。
从长春飞行学院到牡丹江初教机场，再到锦州飞行大队，1991年，他开始单飞，并独立驾驶歼八。1998年，他和翟志刚等一起被选为我国第一批航天员。
一如20多年前那个在家乡泥泞道路上顶着风雪骑车往返的坚毅少年，今天的刘伯明，用当年的那股韧劲面对航天员艰苦的训练，并取得骄人成绩。如今，他已经带着亿万中国人的梦想，乘坐神舟七号飞向太空。
1985年，空军招飞在县城初试时，刘伯明的父亲才知道儿子悄悄报了军校，父亲记得儿子说过：“家里的负担太重，当兵能省一大笔费用。”面对儿子的懂事，父亲感到骄傲。那一年，经过重重考试，刘伯明成为学校几年来招飞唯一被选上的学生。1990年，刘伯明真正成为一名战斗机飞行员，但他并不满足。那几年，刘伯明无论飞行技能还是战斗机飞行员的作风养成，都在飞速进步。
1990年，刘伯明与妻子订婚。
刘伯明号称“小诸葛”，除了学习好，凡是动脑筋的事他都爱掺和。无论当飞行员还是航天员，每回智力竞赛他都不落。曾有一名以出刁钻问题著称的教官在连续“考问”刘伯明十多个“犄角旮旯”的问题后，也被他的对答如流所“震慑”，从此对他实行“免提”政策。
对于“神六”飞天，父亲刘志生认为，即使这次不能上天，儿子能入围大名单，已是非常优秀了。现在，他只希望儿子能够踏踏实实训练，毕竟以后还有许多次机会。
从“神五”落选后，刘伯明触动很大。为弥补差距，他把相关专业书籍都找了出来，进行重新梳理。3个月内，他整理出笔记、资料70多万字。
针对“神七”任务，刘伯明还摸索出一套适合自己的训练方法。比如，他从不死记硬背，而是总结出心理表象记忆法，每天晚上躺在床上，把白天训练的操作程序在脑海里放电影。
“神七”于2008年9月25日升空，3个正选太空人已然确定了，分别是翟志刚、刘伯明与景海鹏，进行中国航天首次太空漫步的是曾经2次入选神舟计划的航天员翟志刚。当晚，“神七”搭载3名宇航员在中国酒泉卫星发射中心升空。北京时间2008年9月28日，成功返回地球，训练艰辛。
前往空军长春飞行学院（今空军航空大学）学习的前一天，父母和老师都去车站为刘伯明送行。张福林对他说：“努力，只要你按照念高中时的坚强继续努力下去，以后不会错的。进步了就给我写信，落后了就别写了。”
后来，每当取得进步，刘伯明都会给他尊敬的老师写一封信。
张福林说，刘伯明的信通常挺长。信中他提到过训练艰苦，但是每次都会接一句：“训练时很苦，但是我能吃这个苦，请老师您相信我。”
父亲刘志生说，刘伯明刚到部队，每天早晨要跑1万米锻炼身体。刘伯明曾对他说过有时候中途真的不想再跑了，但还是咬牙坚持了下来。后来养成了习惯，如果哪天不跑万米，还觉得不习惯。
从空军长春飞行学院到牡丹江初教机场，再到锦州飞行大队，由于刘伯明一直表现出色，1991年，他开始单飞，并独立驾驶歼八。1998年，他和翟志刚等一起被选为我国第一批航天员。
刘志生曾在北京航天城亲眼见证儿子训练的艰苦：坐在高空旋转椅上，疾转100多圈后，下来还要辨别方向；有几天要24小时头朝下躺在30度角倾斜的床上。回忆起这些镜头，老人的眼中流露出对儿子的怜惜。
如今，刘伯明即将带着亿万中国人的梦想，乘坐神舟七号飞向太空。刘志生得知这个消息非常激动，他说：“没有白努力，儿子是好样的！”
刘伯明出舱后发表讲话
神舟七号飞船顺利着陆后，刘伯明出舱后发表讲话：
“我们刚才进行了重力返回再适应，并进行医监医保检测，身体状况都正常，相信中国航天员是最棒的，请祖国人民放心，感谢祖国人民。”
揭秘刘伯明太空字条
神舟七号上的三位航天员与家人进行了天地通话。刘伯明还向镜头展示了一张字条。上面写着“俯瞰家园，同一个地球村；横望日月，同一个太空城；三马飞天，齐祝愿；天地连线，一家人。”
英雄航天员2008年11月7日上午10点，庆祝神舟七号载人航天飞行圆满成功大会在人民大会堂召开。中共中央、国务院、中央军委授予刘伯明同志“英雄航天员”。胡锦涛亲自为刘伯明颁发“航天功勋奖章”和证书。
感动中国十大人物
以神七航天员之一的身份当选2008感动中国十大人物，颁奖词：中国人的足迹，从此印进寥廓而深邃的星空，当他们问候世界的时候，给未来留下了深远的回声。
参与策划太空授课脚本
自神七飞天返回之后，低调的刘伯明很少出现在公众媒体面前。神九、神十任务，他主要参与一些技术支持工作。前段时间，他还参与了神十太空授课专家组，与其他成员一起讨论策划太空授课的脚本。“毕竟我上过太空，可以就失重情况给他们一些建议。
被评为空军一级飞行员。
2008年9月，执行神舟七号飞行任务，在轨道舱协助翟志刚出舱行走，后获“英雄航天员”称号。
2018年1月，被中宣部授予“时代楷模”荣誉称号。
