据史记《汉书》、《通志•氏族略》和《中国姓氏》所载，刘姓的起源主要有三支：祁姓、姬姓、外族的改姓。1出自祁姓陶唐氏，帝尧之后，受封于刘国（今河北省唐县），建立祁姓刘国，后裔因以为源于祁姓，传说出自上古尧帝的后裔祁氏被封于刘国(前称定州唐县，今河北唐县)，属于以国名为氏。相传，唐尧是远古祁姓部落陶唐氏的领袖，名放勋，他贤达善良，后成为部落联盟首领，被尊为五帝之一。据传说唐尧出身在顺平县 ( 原完县 ) 的伊祁山，伊祁山就又称作尧山，尧因地名而为祁姓，其第九子源明被封在刘国(今河北唐县)，子孙遂以国名为氏，世代相传为刘氏，史称刘氏正宗。
2源出于姬姓。东周时，周顷王封王季子于刘累古封地刘城(河南偃师县南)，号刘康公，称姬姓刘氏。。
3外族的改姓（1）赐姓：项羽的叔父项伯，因在鸿门宴对刘邦有救助之功，刘邦赐其家族姓刘。公元前202年，刘邦在洛阳即皇帝位后，接受戍卒娄敬定都关中的建议，决定把国都迁到长安，并因此赐娄敬姓刘。（2）西汉初年：匈奴族刘姓。当时，匈奴部族强盛，汉高祖刘邦采取和亲政策，把皇室宗女嫁给匈奴单于冒顿为妻。冒顿姓挛，但按照匈奴贵者皆从母姓的习俗，挛氏子孙皆姓刘。（3）魏晋十六国时期：匈奴族的一支为争取中原人民的支持，自称是汉朝公主与匈奴单于的后裔，一直使用母方的姓氏故而姓刘。他们先后在今山西、陕西、内蒙地区建立了汉、前赵和夏三个政权，后定居河南。史称“河南刘氏”。前赵的建立者刘渊即是匈奴贵族。（4）北魏“勋臣八姓”之一有独孤氏，孝文帝于太和二十年（494年）自山西大同迁都洛阳后，于496年实行汉化改革，将鲜卑族的独孤氏改为刘氏。（5）唐末五代时期，突厥别部沙陀族的一支也冒称是刘邦的后裔。五代十国中的后汉政权和北汉政权就是由沙陀刘氏建立的。从西汉初期的匈奴贵族内附，南北朝的鲜卑族进入中原，一直到清朝的满洲八旗汉化，这期间有大量外族人改姓刘姓。华北地区，尤其在河南地区的刘姓含有匈奴、鲜卑人的基因；东北地区的刘姓主要掺和了满族和蒙古族的血液