他的生平，如同一篇充满传奇色彩的史诗。
出生年份不详，但根据《史记》记载，元朔六年，他母亲王夫人得宠于汉武帝，这或许是他诞生的时间（前123年）。刘闳的母亲深受汉武帝宠爱，他自己也享有极高的地位。
在褚少孙补记《史记三王世家》中，有这样一段故事：当时，王夫人正在病床上，汉武帝问她：“你儿子应该封哪个地方为王？”王夫人回答：“陛下若无，我又何言？”武帝说：“那么按照你的愿望，你希望他封在哪里？”王夫人说：“希望封在雒阳。”然而，当时雒阳是天下的要冲之地，是大都城，也没有皇子被封为王过。除了雒阳，其它地方都可以。王夫人因病倒下，没有再说话。
后来，在元狩二年（前121年），王夫人的去世让这个家庭失去了慈母的温暖。在这之后的一些历史变迁中，齐国、燕国和广陵国先后被恢复为国家，而刘闳、刘旦和刘胥三个兄弟中的一个——可能是 刘胥 ——还未能行趋拜之礼，他们尚未有正式爵位和师傅官职。
到了元狩六年的夏四月乙巳日，一场重大决定发生了。当时的大司马霍去病带头，以及御史兼尚书令霍光上奏请求，将这三个皇子分别封为诸侯王，并要求他们“就国”，即离开长安居住在自己的领土上。这一年秋季，大司马张汤奉命告庙立皇子刘闳为齐王，同时对其他两个兄弟也进行了相同的册封仪式。
作为齐怀王，虽然只有一度前往长安朝见，但他并未从其所领土地回到长安。而在他的八年的统治期内，没有记录显示他曾经亲自到达他的封地。在公元前110年的春季，即他成为齐怀 王仅仅八个月后，不幸去世。当时的人们认为由于短寿而没有留下后代，因此他的谥号定为了“怀”，既表彰了他的正义与善行，也反映了他仁德慈惠但早逝的一生。随着他的死亡，加上没有留下继承人，他所任领土也被废除改设为郡，从此结束了一段辉煌而短暂的历史篇章。