Phiên là em họ của Kinh Châu thứ sử Lưu Nghị. Năm Nguyên Hưng thứ 3 (402), Phiên cùng Nghị theo Lưu Dụ khởi binh phản kháng Hoàn Huyền , nhờ công được nhận chức Duyện Châu thứ sử.

Năm Nghĩa Hi thứ 5 (409), Phiên tham gia chiến dịch bắc phạt Nam Yên của Lưu Dụ. Khi quân Tấn đánh thành Lâm Cù, Phiên cùng bọn Lưu Kính Tuyên giao chiến kịch liệt với quân Yên ở phía nam thành, tạo điều kiện cho bọn Đàn Thiều, Hồ Phiên tập kích chiếm được thành .

Sau khi diệt Yên, Phiên theo Lưu Dụ đưa quân quay về trấn áp khởi nghĩa Lư Tuần; đến tháng 10 ÂL cùng năm, ông cùng bọn Đàn Thiều lại theo Dụ soái thủy quân, xuất phát từ Kiến Khang, đuổi theo nghĩa quân . Tháng 2 ÂL năm thứ 7 (411), Phiên cùng bọn Mạnh Hoài Ngọc đánh hạ Thủy Hưng, giết chết tướng lãnh nghĩa quân là Từ Đạo Phúc .

Năm thứ 8 (412), Lưu Nghị được thay Lưu Đạo Quy làm Kinh Châu thứ sử, chưa được lâu thì xưng bệnh, thỉnh cầu triều đình điều Phiên làm phó cho mình. Lưu Dụ vờ đồng ý, nhưng đã hạ quyết tâm trừ Nghị; vào tháng 9 ÂL, gọi Phiên vào triều. Phiên và Thượng thư bộc xạ Tạ Hỗn bị cáo buộc cùng Nghị mưu phản, bị tống giam, rồi bị ban chết trong ngục .