刘震年幼家贫，但他勤奋读书。长大成人后，以教书为生。天顺六年（1462）乡试中举。壬辰科殿试，刘震挥笔万言，读卷官彭华是其同乡，欲选为第一，而彭华之兄彭时当时为内阁大臣，为避嫌想把刘震置于二甲。彭华言道：“举不避亲，何嫌之有。”刘震遂被列至上等，后被皇上定为一甲第二名。
刘震夺得榜眼后，授翰林院编修。成化二十三年（1487)七月，任满升侍讲。弘治帝登极，升刘震为右谕德，管国子监司业事。一日，皇上来到国子监视学，刘震与祭酒一同被赐坐，并亲听刘震讲《周易》，皇上听完后，称赞刘震词义明畅，特赐袭衣，赐宴于礼部。
弘治九年（1496)，刘震升为南京国子监祭酒。任上，他严格遵照前任祭酒陈敬宗制定的监规，威严不可侵犯。每日授课，每季度考试，从不松懈。尤其爱惜人才，见有贫寒之士每每接济资助，并节约公费，修建新的校舍，受到地方学政的好评。然而刘震性格急躁，言直情真，与人相处耻于诡随。但他才学横溢，文思敏捷，下笔立就，不袭陈言。只是遇事不加思索，过于严厉，以至学子们稍有不如他意者，便罗织罪名，鞭打学生，所以太学生们都十分敬畏他，加上他平素喜欢接受馈赠，士大夫们对他议论纷纷，后受到朝中言官的-。弘治十四年（1501）三月刘震去世，终年68岁。
著有《双溪集》。