大明六年（462年），刘勔被召还京师，担任新安王刘子鸾的抚军中兵参军，但刘勔还未拜职，就遇到了母亲去世，刘勔因为为母守孝，所以没有上任。

大明八年（464年），前废帝刘子业即位，刘勔被任命为振威将军、屯骑校尉，再度入直阁，守卫皇城禁宫。

泰始元年（465年），刘彧杀死刘子业即位，是为宋明帝，加刘勔为宁朔将军，校尉如同之前。当时江州刺史、晋安王刘子勋拒绝承认宋明帝的建康政权，在邓琬、袁顗等人拥立下，于次年正月在寻阳称帝，年号“义嘉”，并得国内四方响应。刘勔遂以本官加领建平王刘景素的辅国司马，出据梁山。此时，豫州刺史殷琰也投向刘子勋，刘勔遂被召还建康，假辅国将军，率吕安国、黄回等三十位将领征讨殷琰，时山阳王刘休祐出镇历阳总统诸军，刘勔兼任其骠骑司马，代行统军的具体事务，负责征讨豫州方向的叛军。

二月，殷琰部将刘顺、柳伦、皇甫道烈等人以八千兵驻守在离豫州治所寿阳三百里的宛塘。刘勔率军进前，在刘顺等部数里外建营。当时刘勔军因为雨天关系，天亮还未建好营垒和防御工事，刘顺打算乘虚突袭，但因柳伦及皇甫道烈不同意而作罢，刘勔才得以成功立营与之对峙。至四月，刘顺军原本准备的粮食因相持而食尽，转向寿阳方面求粮，刘勔闻讯即挑选精兵让吕安国及黄回绕到刘顺军后方截断其粮道，在横塘全歼寿阳派来的由杜叔宝率领的运粮部队，杜叔宝退走，吕安国等成功烧毁粮食而还。无援乏食的刘顺军遂溃散，于五月一日弃守宛塘，刘勔就随而进逼寿阳。寿阳守军婴城固守，刘勔等军遂在城外分别驻扎；当时汝南太守常珍奇派部将周当，垣式宝等率数百人送武器给殷琰，骁勇的垣式宝留守北门，率众开城门突袭刘勔军营，不过刘勔成功逃脱，烜式宝只能在其营帐中掠得走衣物离去。

六月，刘勔军筑成长围，修建攻城的通道于东南角，填塞沟堑，刘勔在军主赵法进的建议下先攻寿阳城东南角的高楼，又用稻草包裹着泥土投入沟堑，以图把沟堑填平，又打造大虾蟆车运载泥土，用三百人推着走，投进沟堑，但虾蟆车被城内守军用石头击毁。七月，庞孟虬来援救殷琰，庞孟虬来到戈阳，刘勔派吕安国、垣闳、龙骧将军陈显达、骠骑参军孟次阳击败庞孟虬于蓼潭，庞孟虬逃走。八月，皇甫道烈、柳伦等二十一人知庞孟虬战败后出降，刘勔以此劝降殷琰不果；另一方面江州治所寻阳失陷，刘子勋被杀，宋明帝亦开始派人以此劝降寿阳，不过杜叔宝封锁消息，遂令围困一直持续到十二月。刘勔围攻寿阳多月，进攻和防守都能取胜，抚恤将帅亦寛厚有道，故能稳定军心。寻阳失守的消息渐渐传开，寿阳人心至十二月已经很沮丧了，最终对寿阳之围困随殷琰请降而结束。刘勔在城破时并未行任何杀戮，并约束三军禁止侵犯骚扰城内的百姓，故令寿阳城内的百姓都很感动，都说“来苏”，甚至为他立碑。刘勔之后还都拜太子左卫率，封鄱阳县开国侯，食邑一千户。

泰始三年（467年），刘勔以本官加征虏将军，假节督西讨前锋诸军事。先前，豫州刺史殷琰被围困在寿阳时，曾命驻守在豫州北部的汝南太守常珍奇等人向北魏寻求援助，常珍奇于是招引魏军南下，并开城投降，豫州的汝南、新蔡、汝阳、陈郡、南顿、颖川等淮西六郡之地尽入北魏。但殷琰自己最后却向宋明帝的建康朝廷投降，而常珍奇则投降了北魏。此时，魏军攻打汝阴，但被汝阴太守张景远及军主杨文苌所败。

泰始四年（468年），刘勔转任右卫将军，使持节，都督豫司二州诸军事、征虏将军、豫州刺史。同年，北魏汝阳司马赵怀仁攻打武津县，刘勔派遣龙骧将军曲元德击退了他，曲元德又在汝阳台东击斩北魏子都公阏于拔，攻下外垒，斩杀魏军士兵首级一百五十人，掠夺一千三百辆魏军战车而还。刘勔又派司徒参军孙昙瓘督弋阳以西，当时魏军进攻义阳，孙昙瓘领兵大破魏军，魏军败还。刘勔又乘魏军送当地租税回北方时，招集当地荒人，命他们于许昌截击魏军的运输部队，烧毁了魏军的所有米粮。

淮西郡人贾元友上书宋明帝，劝其攻取悬瓠，以取陈郡、汝南、南顿及新蔡四郡。明帝以此书送到刘勔处，刘勔对元友建议逐条反驳，并称边境人民常常都劝大军北伐，每当取信都是耗财折兵之举，反指这些边民都只看军队强弱，完全是墙头草，大军到境就在路边欢迎，大军撤走就四处抄掠，不足取信。终令宋明帝放弃进攻。

此时，刘勔写信给之前投降了北魏的常珍奇，劝常珍奇叛魏，于是劝常珍在谯郡袭杀了北魏驻守在当地的子都公费拔等三千余人。但不久，北魏重新发军攻打常珍奇，常珍奇为魏军所攻，被逼南返，最后返回寿阳。

泰始五年（469年），刘勔获征还任散骑常侍、中领军，不过刘勔因世道纷扰不已而只自求东阳太守，得到允许。

泰始六年（470年），刘勔由散骑常侍改任侍中。同年，又担任使持节，都督南徐、兖、青、冀、豫五州诸军事，平北将军，侍中、中领军如故，出镇广陵。但次年，解节、都督及将军号。

泰豫元年（472年），宋明帝去世，临终前让刘勔以本官守尚书右仆射，中领军如故，给鼓吹一部，成为五位顾命大臣之一。宋后废帝刘昱即位后，又加兵五百人。

元徽元年（473年），天现“太白犯上将”的星象，有人劝刘勔辞职避祸，但刘勔认为自己行事无负任何人，而且若果灾难要来也逃不过。当时，刘勔权位甚重，但他却建立园宅，称为“东山”，反而将朝中事务放在一边，将部曲都解散，萧道成曾作规劝，但刘勔也没听从。

元徽二年（474年），桂阳王刘休范以“清君侧”为名，自江州起兵，率军攻至京师建康，刘勔获加使持节、领军将军，守卫石头城。叛军及后进至朱雀航南，右军将军王道隆率军至朱雀门，知叛军已到就急召刘勔。刘勔当时打算封锁朱雀航阻挡叛军，但王道隆不同意，反而催促刘勔渡航进战，刘勔于是亲自率军在朱雀航南与叛军交战，交战中刘勔中箭身亡，享年五十七岁。朝廷下诏哀悼，追赠他为散骑常侍、司空，谥为忠昭。

刘昱：故持节、镇军将军、尚书右仆射、中领军鄱阳县开国侯勔，思怀亮粹，体业淹明，弘勋树绩，誉洽华野。绸缪顾托，契阔屯夷，方倚谋猷，翌康帝道。逆蕃扇祸，逼扰京甸，援桴誓旅，奉律行师。身与事灭，名随操远。朕用伤悼，震恸于厥心。昔王允秉诚，卞壶峻节，均风往德，归茂先轨。泉途就永，冤逝无追，思崇徽策，式光惇史。可赠散骑常侍、司空，本官、侯如故，谥曰忠昭公。

沈约：吴汉平蜀，城内流血沾踝，而其后无闻于汉；陆抗定西陵，步氏祸及婴孩，而机、云为戮上国。刘勔克寿春，士民无遗刍委粒之叹；莫不扶老携幼，歌唱而出重围，美矣！

李延寿：刘勔出征久抚，所在流誉，行己之节，赴蹈为期，虽古之忠烈，亦何以加此？

慷慨赠马

刘勔督军征讨豫州叛军时，以其宽厚性格而深得将士之心。王广之随刘勔征讨豫州叛乱，后方的合肥却被叛军攻陷。刘勔召集全军将领，商议收复合肥。王广之对刘勔说道：“将军如果能把您的战马送给我，我便能夺回合肥。”幢主皇甫肃对刘勔道：“王广之竟敢贪图将军的战马，其罪应斩。”刘勔却道：“观其之意，必能立功。”刘勔当即就笑着将自己的战马送给王广之。而王广之也不负众望，仅用三日便从叛军手中夺回合肥。刘勔后来对皇甫肃说道：“将军当初若听从你的建议，不但屈斩了壮士，也收复不了合肥。你不懂得欣赏人才，才有这种愚蠢的想法。”

刘悛，本名刘忱，嗣封鄱阳侯。南齐散骑常侍、骁骑将军、五兵尚书。

刘愃，太子中庶子。

刘绘，徐州长史，行建安王（萧宝夤）事。

刘瑱，南齐义兴太守。

刘氏，嫁给南齐鄱阳王萧锵（齐高帝萧道成之子）。

刘孺，刘悛子，侍中。

刘览，刘悛子，尚书左丞。

刘遵，刘悛子，太子中庶子。

刘氏，刘悛女，嫁齐明帝子晋安王萧宝义。

刘氏，刘悛女，嫁齐明帝侄安陆王萧宝晊。

刘苞，刘愃子，太子洗马。

刘孝绰，本名刘冉，刘绘子，南梁秘书监。

刘孝熊，刘绘子，早卒。

刘潜，刘绘子，豫章太守，侯景之乱时去世。

刘孝胜，刘绘子，司徒右长史。

刘孝威，刘绘子，太子中庶子、通事舍人，侯景之乱时去世。

刘孝先，刘绘子，侍中。

刘氏，刘绘女，嫁王叔英（琅邪王氏）。

刘氏，刘绘女，嫁张嵊（吴郡张氏）。

刘令娴，刘绘女，嫁徐悱（东海徐氏）。

《宋书·卷八十六·列传第四十六·刘勔传》

《南史·卷三十九·列传第二十九·刘勔传》