刘植是右北平郡昌城人，刘氏是地方豪强大族，王莽末年，天下大乱，刘植与弟弟刘喜、堂兄刘歆纠集了宗族宾客数千人拥兵自保。
公元23年（更始元年）十月，更始帝刘玄派遣刘秀以大司马的身份北渡黄河，镇慰河北诸州郡。但刘秀到河北后不久，十二月，王郎在邯郸称帝，并悬重赏追捕刘秀。刘秀被迫从蓟县南逃。
王郎起事之后，河北大乱，刘植与刘喜、刘歆就乘机率领手下的数千人占据了昌城县城（治今河北冀州西北）。公元24年（更始二年）一月，刘植听说刘秀从蓟县回来了，马上打开城门迎接刘秀，刘秀就任命刘植为骁骑将军，刘喜、刘歆为偏将军，还把他们都封为了列侯。
刘秀南下之后，得到信都（治今河北冀州市冀州镇）太守任光、和成（治今河北晋州市）太守邳彤等地方官员的拥戴。刘植、耿纯等人也各率宗亲子弟占据县邑，听从刘秀号令。又得上谷太守耿况、渔阳太守彭宠派遣的幽州突骑的援助，力量逐渐增强。准备进攻邯郸，一举消灭王郎。为了解除后顾之忧，刘秀决定派遣刘植去招降占据石家庄地区的真定王刘扬。
当时真定王刘扬的部队有十多万人，是河北地区一支不可忽视的力量。在刘植的劝说之下，刘扬决定归降刘秀。刘秀因而到了真定，并娶了郭圣通为妻子，郭圣通就是刘扬的外甥女，通过联姻双方的关系迅速拉近。刘秀、刘植就与刘扬及诸将在郭氏漆里的家中摆酒庆贺，刘扬在酒宴之上还亲自击筑助兴。公元24年（更始二年）五月，解除了后顾之忧之后，刘植就随从刘秀进兵攻拔邯郸，斩杀王郎。此后刘植继续跟从刘秀，开始了平定河北的征战。
王郎被消灭之后，仍有大小数十支农民军在河北地区坚持斗争，成为刘秀占据河北的主要障碍。
公元24年（更始二年）秋，刘植随刘秀首先进攻活动于郫(今河北束鹿县)、清阳(今河北清河县)、博平(今山东茌平县)的数十万铜马军。相持月余，击溃铜马军。随后又在蒲阳(今河北完县)与铜马、高湖、重连联军决战，各部农民军大败而降。随后刘植又随刘秀的军队击溃了聚集在射犬聚(今河南武陟市)一带的赤眉别帅、青犊、大彤、上江、铁胫、尤来、五幡等部10余万义军。
公元24年（更始三年）正月，汉军击溃农民军主力之后，刘秀返回蓟县，但派遣刘植与耿弇、吴汉、景丹、盖延、朱祐、邳彤、耿纯、坚镡、岑彭、祭遵、王霸、陈俊、马武十三将军，继续追击尤来、大枪、五幡等农民军到潞东，到平谷，再战，斩首一万三千余级，于是穷追于右北平郡的无终（今天津蓟县）、土垠（今河北丰润市）之间，到俊靡（今河北遵化市）而还。
公元25年（建武元年）六月，刘秀称帝。称帝后决定首先夺取洛阳，为削平群雄，统一天下作准备。
公元25年（建武元年）七月，刘秀派耿弇、陈俊屯军五社津(今河南巩县)，派吴汉为大司马，统率刘植、坚镡、岑彭、王梁、朱佑、万脩、贾复、侯进、冯异、祭遵、王霸等十一员将领围攻洛阳。当时镇守洛阳的是更始皇帝刘玄的大司马朱鲔，围城数月，朱鲔才在岑彭的劝说之下投降。
公元26年（建武二年），刘秀册封刘植为昌城侯。
刘秀称帝之后，在南方还有许多更始政权中的大将没有投降，其中包括郾王尹尊。公元26年（建武二年）刘秀令执金吾贾复率领骑都尉阴识、骁骑将军刘植南渡五社津进攻尹尊，连续大胜，一个多月之后尹尊投降，所据之地全部平定。
同年，刘植在平定密县（今河南密县）残余乱兵时，战死，成为云台诸将中死得最早的人。
在《东汉演义》里，刘植是三江王刘奈的世子，手使镔铁斩将刀，是二十八星宿中的轸木蚓。小时候因为父亲刘奈软弱，被奸臣李福同强占了三江基业，刘植与弟弟刘隆被朱文华收留传授武艺，后与前来搬兵的刘秀君臣，一起杀了李福同，此后随刘秀征战四方，平定天下。
小说《复汉演义》中着重描写了他招降刘扬的故事：刘秀决定招降刘扬，刘植自报奋勇愿做联络官。刘秀道：“说说你如何去得？”刘植道：“我们的家都在河北，他和主公一样，都是高祖九世孙，按世谱，我得称你们一声叔父。这些年来，我常去拜见他，彼此都很熟悉，少了见面沟通的环节，几乎没有什么危险性。见面后，我再分析一下天下大势，晓以利害关系。我认为合兵的可能性是极大的。”
于是，刘秀派刘植前去真定。
刘植一行来到真定，见到刘杨后，刘植大力游说之下，刘杨表示愿将外甥女郭圣通许配刘秀，两家联姻，刘植成功完成了联合拉拢刘扬的任务。
在中国大陆电视剧《秀丽江山之长歌行》中陈涛饰演的刘植。
徐钧：“匹夫爱国献昌城，力说刘扬十万兵。颠沛单车良得助，邯郸假意不难平。”
谈迁：“朱祐、刘隆、刘植，或称汗马之劳，或展运筹之功。所建不同，而其效力于王国者，要皆为社稷之翼卫者也。”（《枣林杂俎》）
