刘行本，刘..兄之子。其父瞔，任职于梁朝，为官清正。行本初任武陵王国常侍。后遇萧修以梁州北附于周朝，遂与叔父刘..一起归顺周朝，寓居在新丰。常常把诵读书籍作为自己的事情，精力旺盛，不知疲惫，虽然缺吃少穿，亦怡然自得。性情刚烈，志向坚定不移。周大冢宰宇文护引用为中外府记室。武帝亲自执政，刘行本转任御中正中士，兼领起居注。
屡屡升迁至掌朝下大夫。周朝旧例，天子驾临宫殿，掌朝主管笔墨纸砚，端到御座边，由承御大夫进取。到行本任掌朝，准备将笔呈递给皇帝，承御大夫又要来取。行本高声道“：不能拿笔去！”武帝吃惊地看着，问他为何这样，行本答道“：我听说设官分职，各有各的职责范围。我既然不能佩带承御之刀，承御怎么能来取我的笔呢？”武帝说“：有道理。”于是就命令二司各行其职。
及宣帝继位，多有失德之事，行本直言切谏忤旨，贬出京城任河内太守。尉迟迥发动叛乱，进攻怀州，行本率领属下抵抗。升任仪同，赐爵文安县子。
隋文帝登基，行本官任谏议大夫，检校中书侍郎。文帝曾憎恨一名郎官，令人在殿前痛笞。行本进谏说“：此人平日清正，他的过错又小。”文帝不予理睬。行本郑重走上前说“：陛下不认为为臣不肖，令臣侍在左右。臣之言若说得对，陛下怎能不听？臣之言若不对，应当使之归于正理，怎么能够轻视臣子而不予理睬呢？臣子所说的不是个人的事情！”于是把手板扔在地上就退朝了。文帝收敛怒容向行本道歉，就原谅了那个受笞的郎官。
此时天下大同，四夷归附，行本因党项羌人封疆很近，到了最后才归服，上表弹劾羌人使者“：臣听说南蛮听从校尉的统治，西域仰敬都护的威名。等到看见西羌，鼠窃狗盗，父不父，子不子，君臣没有分别，四夷之人，西羌最为低下。不省悟维系他们的惠心，哪里知道天朝含养的恩德，凶狠残暴，背离正统。羌人使者新近才至，请求交付推科论罪。”文帝认为行本志向不凡。雍州别驾元肇对文帝说“：有一个州吏，接受了别人送给他的二百文钱，按律令打一百杖。然而，臣刚到雍州时就和他有约定。这个州吏故意违反，请求加徒刑一年。”行本驳斥他说：“律令的实行，是为了阐明皇上的诏令。如今元肇竟然敢于重视他的教命，轻视法令，损法以取威，不是人臣应有之礼。”文帝嘉奖行本，赐给他绢一百匹。
行本升任太子左庶子，和从前一样领书侍御史。皇太子虚心敬畏他。这时唐令则任左庶子，太子过分亲近唐令则，经常让他教授宫女唱歌。行本责备唐令则说“：庶子之职，应当引导太子走正道，为何让他沉溺于房帷之间呢！”令则非常惭愧，却不能改正。这时，沛国人刘臻、平原人明克让、河南人陆爽等人都因文采出众而受到太子的宠爱。行本对唐令则不能调教维护太子甚为恼怒，常常对三人说“：你们要读正经之书。”左卫率长史夏侯福受到太子的亲昵，曾经在阁房里和太子嬉戏。夏侯福大笑，声音传到外面。行本这时在阁外听到了，等夏侯福出来，指责他道：“你是何等小人，敢亵慢太子！”于是就把夏侯福交给执法人审问。太子为他求情，才把他放了。太子曾经得到一匹好马，令夏侯福骑出来看看。太子非常高兴，就想让行本再骑一骑。行本正色道“：皇上把我放在庶子的位子上，是想让我辅导殿下走正道，不是让殿下戏耍着玩的。”太子甚为惭愧，就放弃了这种念头。
又以本官领大兴令，权贵忌惮他行事刚正，没有人敢上他的门。因此请托之路断绝了，吏人颇为怀念他。不久，卒于官任，文帝非常伤心和惋惜。到了太子被废，文帝说：“可悲啊！假如刘行本还活着，太子杨勇不至于到这个地步！”行本没有儿子。