Lưu Nghĩa Long sinh năm Nghĩa Hi thứ 3 (407) tại Kinh Khẩu (京口, nay thuộc Trấn Giang, Giang Tô), ông là con trai thứ ba của Lưu Dụ, mẹ của ông là Hồ Đạo An (胡道安). Đương thời, Lưu Dụ là một tướng lĩnh tối cao của triều Đông Tấn. Ông được mô tả là dài 7 thước 5 tấc.[1][2] Năm Nghĩa Hy thứ 5 (409), Lưu Dụ ban chết cho Hồ Đạo An.[3] Bà ngoại của Lưu Nghĩa Long là Tô phu nhân trở thành người dạy dỗ ông, ông đặc biệt gần gũi với bà ngoại khi lớn lên.

Năm 410, khi quân phiệt Lư Tuần tấn công kinh thành Kiến Khang của Đông Tấn, Lưu Dụ lệnh cho thuộc hạ là Tư nghị tham quân Lưu Túy (劉粹) phụ Lưu Nghĩa Long trấn thủ Kinh Khẩu.[4] Năm Nghĩa Hi thứ 11 (415), Lưu Nghĩa Long được phong làm Bành Thành huyện công.[1][2]

Xuân năm Đinh Tị (417), Thái úy Lưu Dụ dẫn thủy quân dời Bành Thành tấn công Hậu Tần, Lưu Dụ để Lưu Nghĩa Long [với sự hỗ trợ của thuộc hạ] ở trấn thủ Bành Thành, hạ chiếu cho Lưu Nghĩa Long làm Giám Từ-Duyện-Thanh-Ký tứ châu chư quân sự, Từ châu(徐州, nay là bắc bộ Giang Tô và An Huy) thứ sử, bảo vệ hậu phương cho Lưu Dụ.[5]

Xuân năm Mậu Ngọ 418, sau khi chinh phục được Hậu Tần, Lưu Dụ muốn cho Lưu Nghĩa Phù trấn thủ nơi trọng yếu là Kinh châu (荊州, nay là Hồ Bắc và Hồ Nam) và cho Lưu Nghĩa Long làm Ty châu thứ sử, trấn thủ Lạc Dương, song do Trung quân tư nghị Trương Thiệu can gián nên Lưu Dụ cho Lưu Nghĩa Long làm Đô đốc Kinh-Ích Ninh-Ung-Lương-Tần lục châu chư quân sự, Tây trung lang tướng, Kinh châu thứ sử. Những người phụ tá cho Lưu Nghĩa Long bao gồm Đáo Ngạn Chi (到彥之), Trương Thiệu (張邵), Vương Đàm Thủ (王曇首), Vương Hoa (王華), và Thẩm Lâm Tử (沈林子), trong đó Trương Thiệu là người quyết định mọi phủ sự do Lưu Nghĩa Long còn nhỏ tuổi.[5]

Năm Canh Thân (420), Lưu Dụ soán Đông Tấn, lập ra triều Lưu Tống, tức Lưu Tống Vũ Đế Lưu Nghĩa Long được phong làm Nghi Đô vương, thực ấp 3000 hộ, tiến hiệu Trấn Tây tướng quân.[2] Trong khoảng thời gian này, ông chăm chỉ học tập kinh sử, giỏi lệ thư.[1][2]

Lưu Tống Vũ Đế mất năm 422, Thái tử Lưu Nghĩa Phù kế vị, tức là Lưu Tống Thiếu Đế. Năm 424, cho rằng Thiếu Đế phù phiếm bất tài, các đại thần như Từ Tiện Chi (徐羨之), Phó Lượng (傅亮), và Tạ Hối (謝晦) tiến hành chính biến phế truất Thiếu Đế [trước đó họ cũng khiến cho người con trai thứ hai của Vũ Đế là Lư Lăng vương Lưu Nghĩa Chân (劉義真) bị giết]. Các đại thần này cho rằng Lưu Nghĩa Long có tiếng tốt, có nhiều điềm lành nên nhân danh Thái hậu phế Thiếu Đế cho Lưu Nghĩa Long kế thừa đại thống. Phó Lượng cùng một số bá quan khác đến đại bản doanh của Lưu Nghĩa Long tại Giang Lăng. Chư tướng của Lưu Nghĩa Long sau khi biết tin Thiếu Đế và Lưu Nghĩa Chân bị giết thì phần lớn đều nghi ngờ và đề nghị Lưu Nghĩa Long không đông hạ [đến kinh thành Kiến Khang] để lên ngôi. Tuy nhiên, Tư mã Vương Hoa chỉ ra rằng những người lãnh đạo cuộc chính biến là một tập thể lãnh đạo, và cán cân quyền lực sẽ đảm bảo rằng họ không thể phản nghịch. Vương Đàm Thủ và Đáo Ngạn Chi cũng đồng ý, vì thế Lưu Nghĩa Long quyết định chấp thuận. Ngày Giáp Tuất (15) tháng 7 (25 tháng 8), Lưu Nghĩa Long dời Giang Lăng. Ngày Bính Thân (8) tháng 8 (16 tháng 9), Lưu Nghĩa Long đến Kiến Khang, quần thần nghênh bái ở tân đình. Ngày Đinh Dậu (9) tháng 8 (17 tháng 9), Lưu Nghĩa Long đến Sơ Ninh lăng rồi trở về Trung đường, bá quan dâng tỉ, Lưu Nghĩa Long từ chối bốn lần theo nghi lễ rồi mới tức hoàng đế vị.[6]