Lưu Hân là con của Định Đào Cung vương Lưu Khang, con trai Hán Nguyên đế, hoàng đế thứ 10 của nhà Hán - em ruột của Hán Thành Đế, hoàng đế thứ 11 của nhà Hán, tức là cháu gọi Thành Đế bằng bác. Mẹ ông là Đinh cơ. Do Hán Thành Đế không có con trai nên khi Lưu Hân mới 3 tuổi đã được cho vào cung, lập làm thái tử.

Năm 24 TCN,cha Lưu Hân là Lưu Khang qua đời, ông được lên kế tục làm Định Đào vương khi mới ba tuổi.

Năm 20 TCN, Lưu Hân cùng chú là Trung Sơn vương Lưu Hưng đến triều kiến Hán Thành đế. Lưu Hân tuân theo tông pháp đưa phó tướng, trung úy. Hán Thành đế hài lòng cho ông là kỳ tài, cộng thêm bà nội của ông là Định Đào vương thái hậu Phó thị có quan hệ tốt với Chiêu nghi Triệu Hợp Đức nên Hợp Đức xin Thành đế lập Lưu Hân làm thái tử. Thành đế vốn sủng ái Triệu Chiêu nghi nên nghe theo, phong người tôn thất khác là Sở Hiếu vương lên thay làm Định Đào vương, rồi giữ ông lại lập làm Hoàng thái tử.