劉欣，生於漢成帝河平四年《前25年》，是漢元帝劉奭的孫子，定陶恭王劉康之子，母為丁姬。
陽朔二年《前23年》八月二十二日，劉欣的父親定陶恭王劉康去世，劉欣繼承定陶王王位，由祖母傅太後《傅昭儀》親自扶養。
劉欣年長後，他的伯父漢成帝劉驁無子嗣，當時中山孝王劉興健在。
元延四年《前9年》，劉欣與劉興同時入朝。
傅太後多以珍寶賄賂趙昭儀及漢成帝的舅舅驃騎將軍王根，私下請求立劉欣為太子。
趙昭儀與王根見漢成帝無太子，都想事先結好於劉欣，為今後的富貴做長久打算，就在漢成帝面前互相稱贊劉欣。
漢成帝也很器重劉欣。
綏和元年《前8年》，漢成帝立劉欣為太子。
綏和二年《前7年》三月十八日，漢成帝病故。
四月初四日，十九歲的劉欣繼皇帝位，是為漢哀帝，以次年為建平元年，尊漢成帝母親皇太後王政君為太皇太後，漢成帝皇後趙飛燕為皇太後。
太皇太後下詔將劉欣父親定陶恭王劉康為恭皇。
綏和二年《前7年》五月十九日，立妃傅氏為皇後，並下詔說《春秋》有雲，母以子貴，於是尊祖母傅太後《傅昭儀》為恭皇太後，母丁姬為恭皇後。
與此同時，王莽得罪了傅太後，被迫辭去大司馬職位，丁、傅兩家外戚當權。
後來劉欣又寵幸董賢，甚至一度聲稱要把皇位禪讓給他。
元壽元年六月二十七日戊午《前1年8月15日》，在位僅六年的漢哀帝駕崩，年僅二十五歲。
九月壬寅《實際上，元壽二年九月沒有壬寅日，當為十月壬寅即十月十二日》，葬於義陵《今陜西咸陽市西八裡處，一說葬在扶風，距離長安四十六裡處)，謚號為孝哀皇帝