刘秉忠，字仲晦，初名刘侃，因信佛教改名子聪，任官后而名秉忠。他祖籍瑞州，世为辽朝官宦大族。曾祖父任金朝邢州节度使，家居邢州，所以从他祖父刘泽始为邢州人。
刘秉忠自幼聪颖，八岁入学就能日诵文数百言。十三岁在帅府做人质，十七岁为邢台节度使府令史，以便于就近奉养其亲。刘秉忠为令史时常郁郁不乐，一日感叹道：“我家世代为官，难道我宁愿沦为书记小吏吗？大丈夫生不逢时，只有隐退以待时而起。”便弃官隐居于武安山中。若干年后，被天宁寺虚照禅师收为徒弟。后又云游云中，留居南堂寺。
元世祖即位之前，海云禅师奉召，路过云中时听闻刘秉忠博学多才，邀与同行。刘秉忠拜见元世祖后，元世祖甚为称赞，多次垂询。刘秉忠于书无所不读，尤其深入研究《易经》及宋邵雍《经世书》，至于天文、地理、律历、占卜无不精通，天下事了如指掌。元世祖甚是宠爱，留其身边供职。后数年因父亲去世奔丧回家，元世祖赐金百两为治葬之用，且遣使送至邢州。服丧期满，便召还至和林。刘秉忠至和林后上书数千百言。元世祖对他的这番议论，甚为赞赏，均加采纳。刘秉忠又上言道：“邢州户口原有万余，自兴兵以来都不满数百，若派真定的张耕、洺水的刘肃这样的良吏去治理，必定能恢复旧日盛况。”于是朝廷派张耕为邢州安抚使，刘肃为副使。不久流民复业，升邢州为顺德府。
元宪宗三年（1253年）、元宪宗四年（1254年）和元宪宗九年（1259年），刘秉忠随元世祖两次征伐大理和伐宋时，力劝元世祖勿滥杀，所以每克一城都没有妄戮一人，所至人民全活者不可胜计。
中统元年（1260年），元世祖即位，采纳刘秉忠的建议，下诏建元纪年，设立中书省和宣抚司。朝廷旧臣、山林隐士都被录用。刘秉忠虽居于皇帝左右，但仍着旧服，当时人称他为“聪书记”。
至元元年（1264年），翰林学士承旨王鹗奏言：“刘秉忠早在陛下即位前，就参与军国大事，有劳有功。今陛下即位，万象更新，而刘秉忠仍着旧装，我等于心不安。应正其衣冠，给以厚爵。”元世祖采纳，当天便下诏拜刘秉忠为光禄大夫、太保，参与领导中书省政事，又将翰林侍读学士窦默的女儿嫁给刘秉忠为妻子，在奉先坊赐他宅第，“以少府宫籍监户给之”。
刘秉忠受命后以天下为己任，凡国家大小事务，都知无不言，言无不尽，深得皇帝宠信。所推荐和提拔的人，后都为名臣。
至元三年（1266年），刘秉忠又受命在原燕京城东北设计建造一座新的都城。新城规模宏伟，工程浩大，在刘秉忠和张柔、段桢等主持下，进展很快。
至元六年（1269年），刘秉忠订立朝仪，制定官制，朝见皇帝礼节、百官的服饰及俸禄等。
至元八年（1271年），刘秉忠建议忽必烈取《易经》“大哉乾元”之意，将蒙古更名为“大元”，忽必烈采纳，这就是元王朝命名所由来。
刘秉忠还主持了元朝首都大都和陪都上都的营建。至元十一年（1274年）正月，大都宫阙建成。
至元十一年（1274年）八月，刘秉忠忽然无病而逝，享年五十九岁。忽必烈闻耗惊悼，对群臣说：“秉忠为朕尽忠三十余年，小心谨慎，不避艰险，言无隐情，其学问之深，惟朕知之。”下令出内府钱将其安葬于大都。
至元十二年（1275年），忽必烈追赠刘秉忠为太傅、赵国公，谥号“文贞”。元成宗时，加赠太师，改谥“文正”。元仁宗时，又进封爵位为常山王。有元一代，汉人位封三公的，仅有刘秉忠一人而已。
刘秉忠一生在天文、卜筮、算术、文学上著述甚丰，计有《藏春集》（或名《藏春散人集》《藏春诗集》）6卷，《藏春词》1卷，《诗集》22卷，《文集》10卷，《平沙玉尺》4卷，《玉尺新镜》2卷等。其中《藏春集》所收诗词，诗计七律239首，七绝151首。《永乐大典》残卷中尚有一部分刘秉忠诗。其部分诗词如下：
《南吕·干荷叶》
《双调蟾宫曲》
《木兰花慢·望乾坤浩荡》
刘秉忠的词及散曲，大致可依《藏春集》卷5与《全金元词》所收，今知有小令《干荷叶》1组8首和《蟾宫曲》1组4首，分别载《阳春白雪》前集卷1和《阳春白雪》后集卷1，《全元散曲》收录。其中《干荷叶》第5至第8首可以断定非刘秉忠作，则实存散曲2组8首。
刘秉忠一生写作有大量文章，但多已佚失，今仅有《全元文》卷115收录其文3篇。
刘秉忠进入大蒙古国忽必烈幕府后，以布衣身份参预军政要务。活跃于蒙元初期政坛，对元代政治体制、典章制度的奠定发挥了重大作用。至元八年（1271年），他建议忽必烈取《易经》“大哉乾元”之意，将大蒙古国更名为“大元”。他对元大都的规划设计，奠定了北京市最初的城市雏形。
刘秉忠学问功底深厚，是一位著名的学者、诗人和散曲家，自号藏春散人，每以吟咏自适。
刘秉忠的词、曲在元代都称名家。杨镰的《元诗史》就用了相当篇幅评价其诗，认为“他是元初北方诗坛有代表性的诗人之一”。张文谦《刘公行状》则称其“诗章乐府，又皆脍炙人口”。人们谈元词，无例外地要举出《藏春词》，清人编《历代诗余》，选刘秉忠词五首（两首误收，一首《沁园春》非刘秉忠所作，一首《干荷叶》虽为刘秉忠作但属曲而非词）。清顾嗣立《元诗选》小传称其“以佐命元臣，寄情吟咏，其风致殊可想也”。顾奎光《元诗选》录其诗三首，评价在耶律楚材上。今人论元词，刘秉忠也居重要位置。前人论刘秉忠词，最有影响的文献有二：一为清代词人王鹏运《藏春乐府跋》，二是况周颐《蕙风词话》卷三之《藏春词》。王鹏运“谓雄廓而不失之伧楚，酝藉而不流于侧媚”二语，为刘秉忠词风格评论定调。后人研究，多由此二语生发。
察必：汝汉人聪明者，言则帝听，汝何为不谏？
王鹗：秉忠久侍籓邸，积有岁年，参帷幄之密谋，定社稷之大计，忠勤劳绩，宜被褒崇。
忽必烈：秉忠事朕三十余年，小心慎密，不避险艰，事有可否，言无隐情。又其阴阳术数之精，占事知来，若合符契，惟朕知之，他人不得与闻也。
阎复《藏春集序》：当云霾草昧之世，天开地辟，赞成文明之治……至于裁云镂月之章，阳春白雪之曲，在公乃为余事。
