Năm 420, Lưu Dụ đoạt ngôi nhà Tấn, lập ra nhà Lưu Tống. Ngày 18 tháng 7 năm đó, Nghĩa Chân được tiến tước Lư Lăng vương, thực ấp 3000 hộ, dời sang ở đất Đông Thanh. Sang ngày 6 tháng 3 năm 421, được phong chức Tư đồ, đến ngày 11 tháng 4 năm 422, Nghĩa Chân được cải nhậm làm Xa kị tướng quân, Khai phủ nghi đồng tam ti, Thị trung, đô đốc các châu Nam Dự, Dự, Ung, Tư, Tần, Tịnh, thứ sử Nam Dự châu, trấn thủ ở Lịch Dương.

Nghĩa Chân là người thông minh, yêu văn nghĩa, nhưng bị đánh giá không có đức nghiệp. Ông kết giao với Tạ Linh Vận ở Trần quận, Nhan Diên Chi ở quận Lang Nha, Tuệ LÂm Đạo, nên rất sủng tín ba người này. Năm 422, Vũ Đế mất, Thiếu Đế nối ngôi. Nghĩa Chân cầm quyền trong triều, bổ dụng Diên Chi làm Tể tướng, Tuệ Lâm làm Tây Dự châu đô đốc.

Năm 424, đám gian thần Từ Tiện Chi, Phó Lượng... nổi loạn phế Thiếu Đế. Bấy giờ do là con thứ hai của Vũ Đế nên đáng lẽ Nghĩa Chân được lập lên ngôi, nhưng Tiện Chi không chịu, bèn gán tội cho ông và lập con thứ ba của Vũ Đế là Nghi Đô vương Lưu Nghĩa Long làm vua, tức Tống Văn Đế. Nghĩa Chân bị phế làm thứ nhân, đày sang quận Tân An.

Ngày 15 tháng 7 năm 424, Từ Tiện Chi sai người giết Lưu Nghĩa Chân. Lúc mất, ông mới được 18 tuổi[2], không có con nối dõi.