1999年，刘翔进入国家队，刚进入国家队的刘翔，最基本的任务就是把技术练好。
2000年10月，在智利圣地亚哥举行的世界青年锦标赛男子110米栏比赛中，刘翔以13秒87获得第四名。同年年11月，在法国里昂室内赛上，刘翔获得第三名。
2001年5月6日，刘翔在全国田径锦标赛暨系列大奖赛上以13秒32的成绩获得第一名。5月24日，刘翔日本大阪东亚运动会上以13秒42夺得第一名。8月28日刘翔在世界大学生运动会上以13秒33的成绩获得冠军，这是中国在大运会上的首枚田径金牌，也是刘翔本人所拿到的第一个世界冠军。同年11月19日，在第九届全运会上，刘翔以13秒36的成绩获得冠军。
2002年7月，瑞士国际田联大奖赛，刘翔跑出13秒12的成绩，打破男子110米栏亚洲纪录，并打破了保持长达24年之久的13秒23的世界青年纪录。 8月，刘翔在第14届亚洲田径锦标赛上获得冠军，成绩是13秒56。
2003年3月16日，在英国伯明翰第9届国际室内田径锦标赛男子60米栏比赛中，刘翔获得第三名，成绩为7秒52，打破了亚洲室内纪录，成为参加本次比赛唯一获得奖牌的亚洲选手，实现中国男选手在该项赛事18年来奖牌“零”的突破。
2004年5月8日，在日本大阪举行的国际田联大奖赛上，刘翔以13秒06的成绩夺得冠军并创造了当时个人最佳战绩，超过美国跨栏王阿兰·约翰逊13秒12的成绩。这是刘翔第一次面对面地战胜了约翰逊。 7月2日，国际田联大奖赛罗马站上，刘翔以13秒11，比阿兰·约翰逊慢千分之一秒的速度屈居亚军。不过与阿兰·约翰逊的成绩持平，为刘翔决战雅典注入了无穷的信心。
2004年8月28日，雅典奥运会男子110米栏决赛上，刘翔以12秒91打破了奥运会纪录，并平了由英国选手科林·杰克逊创造的世界纪录，夺得了金牌，成为中国田径项目上的第一个男子奥运冠军，创造了中国人在男子110米栏项目上的神话。8月12日，在第十届世界田径锦标赛上，刘翔成绩是13秒08屈居亚军，以0.01秒的微弱劣势遗憾错失集奥运会和世锦赛冠军于一身的宝贵机会，但创造了中国男选手在世锦赛历史上的最好成绩。9月17日，上海国际田径黄金大奖赛，刘翔以13秒05夺冠，并创造了当时个人运动生涯第二好成绩。
2006年7月12日，刘翔在国际田联超级大奖赛洛桑站男子110米栏的决赛中，以12秒88的成绩打破了沉睡13年之久的男子110米栏世界纪录，并夺得金牌，该项目原世界纪录是由刘翔和英国名将科林·杰克逊共同保持的12秒91。 2006年9月9日，在德国斯图加特举行的国际田联田径大奖赛男子110米栏决赛中，刘翔以12秒93夺得冠军并打破赛会纪录，这也是中国选手第一次夺得国际田联总决赛冠军。
2007年2月，在德国田径室内赛上，刘翔以7秒42打破了60米栏亚洲纪录。6月2日，纽约锐步大奖赛冠军，成绩12秒92。8月31日，8月31日，在第11届世界田径锦标赛男子110米栏决赛上，刘翔以12秒95获得冠军，成为集奥运会冠军、世锦赛冠军和世界纪录保持者于一身的男子110米栏大满贯得主。
2008年3月，在西班牙瓦伦西亚室内世界锦标赛上，以7秒46获得60米栏冠军。5月10日，大阪国际田径大奖赛，以13秒19的成绩摘金，在大阪大奖赛上夺得五连冠，同时7次在日本出战继续保持全胜的傲人纪录。
2009年9月20日，上海国际田径黄金大奖赛上，刘翔跑出和冠军特拉梅尔同样的13秒15的成绩屈居亚军。这是刘翔在北京奥运会退赛后首次参加比赛。10月24日第十一届全运会，男子110米栏预赛中，以13秒75小组第二的身份顺利晋级决赛。决赛中以13秒34获得冠军，成为全运会史上第一位男子110米栏项目上的三连冠。11月11日亚洲田径锦标赛，男子110米栏预赛中，以13秒82小组第一的身份顺利晋级决赛。决赛中以13秒50顺利夺冠，实现该项目亚锦赛上的三连冠。12月11日，刘翔在香港东亚运动会上，以13秒66的成绩轻松获得第一，实现三连冠，赢得了他复出之后的第三项赛事冠军。
2010年3月12日多哈室内田径锦标赛预赛以7秒79获小组第三晋级半决赛。3月14日，在半决赛中7秒68小组第二晋级决赛。在决赛中获得第七名，7秒65也刷新了个人赛 季最好成绩。但创下参加四届室内世锦赛的最差战绩。2010年5月23日的钻石联赛上海大奖赛110米栏决赛中，以13秒40获得第三名。2010年11月24日广州亚运会110米栏决赛中，以13秒09获得冠军，并刷新了亚运会纪录，成为亚运会历史上首个110米栏三连冠的选手。
2011年2月12日，德国杜塞尔多夫国际室内田径赛男子60米栏决赛中，以7秒60拿到第三名。2月14日，德国卡尔斯鲁厄国际室内田径赛男子60米栏决赛中，以7秒55拿到第三名。2011年5月15日，刘翔在国际田联钻石联赛上海站男子110米栏的比赛上，以13秒07夺冠。 6月05日， 在国际田联钻石联赛尤金站，刘翔13秒00摘银，跑出了13秒的成绩，这也是他2008年以来的最好成绩。7月10日，刘翔以13秒22破亚锦赛赛会纪录，并缔造四冠王传奇。 2011年8月29日 在第十三届世界田径锦标赛男子110米栏决赛，在过第八个栏后两次被罗伯斯干扰而严重影响了节奏，最后遗憾获得银牌，收获个人的第四块世锦赛奖牌。
2012年2月23日，在瑞典斯德哥尔摩进行的室内田径赛男子60米栏比赛中，刘翔因抢跑被取消比赛资格。5月19日，在国际田联钻石联赛上海站以12秒97获金牌。 6月3日，在国际田联钻石联赛尤金站110米栏决赛中以12秒87的成绩摘得冠军。 2012年6月，在世界男子110米栏中排名中，刘翔时隔五年后重登榜首。 2015年5月17日晚，上海体育场，刘翔的官方告别仪式在国际田联钻石联赛上海站赛事结束后举行。这是刘翔上个月微博宣布退役后，首次在公开场合发声。包括老对手奥利弗、理查德森、梅里特还是小师弟谢文骏，短跑名将梅里特在内的田径名将，在一旁见证刘翔的退役时刻。
刘翔发表了感人心扉的退役演讲，其间5次哽咽，眼泪几乎留下了脸颊。
