Lưu Hiểu Ba sinh tại Trường Xuân, Cát Lâm, năm 1955 trong một gia đình trí thức. Từ năm 1969 đến năm 1973, ông được cha đưa theo về Nội Mông trong phong trào Về Nông thôn. Năm 19 tuổi, ông bắt đầu làm việc trong một ngôi làng ở tỉnh Cát Lâm và sau đó tại một công ty xây dựng. Ông kết hôn với bà Lưu Hà, hiện sống trong căn hộ đôi tập thể ở Bắc Kinh.

Năm 1976, ông học tại Đại học Cát Lâm và nhận bằng Cử nhân Văn học năm 1982 và bằng Thạc sĩ năm 1984 từ Đại học Sư phạm Bắc Kinh. Sau khi tốt nghiệp, Lưu Hiểu Ba trở thành giảng viên tại Đại học Sư phạm Bắc Kinh, nơi ông cũng nhận được bằng tiến sĩ năm 1988.

Trong những năm 1980, các bài bình luận quan trọng nhất của ông, "Phê bình về những lựa chọn – Đối thoại với Lý Trạch Hậu" và "Thẩm mỹ học và Tự do Con người" khiến ông nổi tiếng trong lĩnh vực học thuật. Các bài luận đầu tiên chỉ trích triết lý của một nhà tư tưởng Trung Quốc nổi tiếng, Lý Trạch Hậu.

Giữa năm 1988 và 1989, ông thỉnh giảng tại nhiều trường đại học ngoài Trung Quốc, bao gồm Đại học Columbia, Đại học Oslo và Đại học Hawaii.

Năm 1988, trong một cuộc phỏng vấn, phóng viên tờ Giải phóng nguyệt báo (nay là Khai phóng tạp chí) của Hồng Kông đã hỏi Lưu Hiểu Ba: "Với những điều kiện nào thì Trung Quốc mới có thể thực hiện được một cuộc cách mạng lịch sử thật sự?". Lưu Hiểu Ba đã trả lời: "Làm thuộc địa 300 năm. Hồng Kông 100 năm làm thuộc địa mới có thể trở thành như ngày nay. Trung Quốc rộng lớn như thế, tất nhiên cần phải là thuộc địa đến 300 năm thì mới có thể trở thành như Hồng Kông ngày nay. Mà 300 năm đã đủ chưa, tôi vẫn còn nghi ngờ".[14] Năm 2006, Lưu Hiểu Ba thừa nhận rằng câu trả lời ở trên hơi quá ứng khẩu, mặc dù ông không có ý định thu lại. Mặc dù vậy, câu nói đó đã được sử dụng để chống lại ông. Ông có nhận xét, "Thậm chí ngày nay (năm 2006), giới thanh niên yêu nước phẫn nộ vẫn thường xuyên sử dụng những từ này để vẽ cho tôi "tội phản quốc"".

Năm 1989, Lưu Hiểu Ba đang ở Hoa Kỳ thì ở Trung Quốc diễn ra cuộc biểu tình tại quảng trường Thiên An Môn. Ông đã quyết định quay trở lại Trung Quốc để tham gia phong trào. Sau này, Lưu Hiểu Ba được coi là một trong "bốn lãnh đạo chính trong vụ Thiên An Môn" đã đứng ra thuyết phục hàng trăm sinh viên rời quảng trường, nhờ vậy họ được cứu sống.