Lưu Nghĩa Phù sinh năm 406, khi đó cha của ông Lưu Dụ đang là một tướng lĩnh tối cao của Đông Tấn và trên thực tế đóng vai trò là người nhiếp chính. Mẹ của ông là một thê thiếp của Lưu Dụ tên là Trương Khuyết (張闕). Ông là con trai cả của Lưu Dụ.

Khi Lưu Dụ củng cố quyền lực của mình, ông ta bắt đầu trao cho người con trai cả thêm nhiều thẩm quyền trên danh nghĩa, song trên thực tế Lưu Dụ lệnh cho các thuộc hạ của mình đảm nhiệm các bổn phận mà lẽ ra Lưu Nghĩa Phù phải thực hiện. Năm 415, Lưu Dụ chính thức lập Lưu Nghĩa Phù làm người kế tự và phong làm thứ sử Duyện Châu (兗州, nay là trung bộ Giang Tô). Năm 416, Lưu Nghĩa Phù được phong làm Dự Châu (豫州, nay là trung bộ An Huy). Cũng trong năm đó, ông lại được phong làm Duyện Châu, song đồng thời cũng là thứ sử của Từ Châu (徐州, nay là bắc bộ Giang Tô). Sau đó, vào mùa thu, khi Lưu Dụ tiến hành một chiến dịch lớn chống lại Hậu Tần, Lưu Nghĩa Phù được cha phong làm người trấn thủ kinh thành Kiến Khang, song quyền lực thực tế nằm trong tay của Lưu Mục Chi (徐州).

Năm 417, sau khi Lưu Dụ tiêu diệt được Hậu Tần rồi thôn tính được lãnh thổ của nước này, Lưu Mục Chi qua đời. Lưu Dụ sau đó rút lui, để cố đô Trường An của Hậu Tần vào tay em trai của Lưu Nghĩa Phù là Quế Dương huyện công Lưu Nghĩa Chân (劉義真), song quyền lực thực tế nằm trong tay một số bá quan văn võ. Năm 418, sau khi Lưu Dụ đến Bành Thành (彭城, nay thuộc Từ Châu, Giang Tô), ông ta đã tính đến việc phong cho Lưu Nghĩa Phù làm thứ sử Kinh Châu (荊州, nay gần tương ứng với Hồ Bắc), song Trương Thiệu (張邵) lại cho rằng Lưu Nghĩa Phù [đang là người kế tự] không nên được đưa đi xa khỏi Kiến Khang, vì thế vị trí này đã được trao cho Lưu Nghĩa Long. Khi Lưu Dụ chấp thuận tước hiệu Tống công vào cùng năm đó, Lưu Nghĩa Phù trở thành thế tử của Tống công, và đến năm 419, sau khi Lưu Dụ trở thành Tống vương, Lưu Nghĩa Phù được ban một tước hiệu vinh dự đặc biệt là Tống vương Thái tử. Cũng trong khoảng thời gian này, Lưu Nghĩa Phù kết hôn với con gái của Tấn Cung Đế là Hải Diêm công chúa Tư Mã Mậu Anh (司馬茂英).