Lưu Hạ sinh ngày 25/7 năm 92 trước Công nguyên tại Cự Dã, tỉnh Sơn Đông. Ông là con của Lưu Bác, con trai thứ 5 của Hán Vũ Đế Lưu Triệt.
Hán Vũ Đế qua đời, con trai út Lưu Phúc Linh lên ngôi lấy hiệu là Hán Chiêu Đế. Do Hán Chiêu Đế qua đời năm 21 tuổi mà không có con nối ngôi, đại thần phụ chính là Hoắc Quang lập Lưu Hạ đăng quang năm 74 trước Công nguyên.
Theo Tư trị thông giám, cuốn biên niên sử quan trọng của Trung Quốc do Tư Mã Quang, nhà sử học thời Tống biên soạn, Lưu Hạ từ nhỏ sinh sống ở Xương Ấp Quốc, nay là thành phố Xương Ấp, tỉnh Sơn Đông.
"Lưu Hạ ăn chơi phóng đãng từ nhỏ, không biết lễ độ. Trên đường vào kinh kế vị, Lưu Hạ dung túng cho thuộc hạ cưỡng bức mỹ nữ, tác oai tác quái", sử ký có đoạn.
Theo Tư Mã Quang, sau khi lên ngôi hoàng đế, Lưu Hạ càng phóng túng, đưa một đám tùy tùng từ Xương Ấp vào triều, thường xuyên cùng họ uống rượu nói chuyện. Ông còn quan hệ với các cung nữ của Hán Chiêu Đế, "làm nhiều việc thất đức, không lo việc triều chính".
Đại thần Hoắc Quang và các quan trong triều không chịu nổi, cáo buộc Lưu Hạ "hoang dâm vô độ, đánh mất phong độ đế vương, làm loạn nhà Hán", dâng tấu lên Thượng Quan Hoàng thái hậu để phế truất Lưu Hạ, lập cháu 4 đời của Hán Vũ Đế là Lưu Tuân lên ngôi, lấy hiệu Hán Tuyên Đế.
Lưu Hạ bị tước bỏ địa vị xã hội, biến thành thường dân, trở thành hoàng đế Trung Hoa có thời gian tại vị ngắn nhất, chỉ kéo dài 27 ngày.
Tuy nhiên, những cuộc khai quật gần đây tại lăng mộ của Lưu Hạ đã cho thấy ông không hoàn toàn bị coi là thường dân sau khi bị phế truất.
Một thời gian sau Lưu Hạ được phong làm Hải Hôn hầu, chuyển tới sống cạnh một hồ nước ở Nam Xương. Ông mất năm 39 trước Công nguyên, thọ 33 tuổi, được an táng trong lăng mộ gần Nam Xương, thủ phủ tỉnh Giang Tây, đông nam Trung Quốc.
Đây là lăng mộ được bảo tồn tốt nhất của một hoàng đế từ triều đại Tây Hán (206 trước Công nguyên tới năm thứ 9). Trong những cuộc khai quật gần đây, các nhà khảo cổ học tìm thấy tranh vẽ Khổng Tử, có thể là bức họa lâu đời nhất ở Trung Quốc. Họ cũng tìm thấy 5.000 thẻ tre khắc lời dạy của Khổng Tử trong mộ.
Những đồ vật này cùng các vật tạo tác bằng đồng, vàng, ngọc, cho thấy Lưu Hạ không bị đối xử như thường dân sau khi qua đời. Lý do có thể vì ông là cháu của Hán Vũ Đế, một trong những hoàng đế có tầm ảnh hưởng nhất trong lịch sử Trung Quốc.
Kho báu trong lăng mộ của Lưu Hạ cho thấy di sản của Hán Vũ Đế vô cùng to lớn. Yan Jun, nghiên cứu viên tại Viện Khảo cổ và Di tích Văn hóa tỉnh Giang Tây, trong một thông cáo báo chí đã nhấn mạnh lăng mộ Lưu Hạ "làm rõ nét hơn sự hùng mạnh của triều Hán".
Từ năm 2015, lăng mộ Lưu Hạ biến thành một địa điểm khảo cổ quan trọng để tìm hiểu về Hán Vũ Đế. Yang cho hay trước khi phát hiện mộ Lưu Hạ, có rất ít đồ tạo tác cung cấp đủ thông tin để giới khoa học nghiên cứu về Hán Vũ Đế.
Tới nay, các nhà khảo cổ đã khai quật được 4 triệu xu tiền đồng, 480 thỏi vàng, con số lớn nhất từng được tìm thấy trong một ngôi mộ thời Hán, cùng hàng nghìn thẻ tre.