孝獻王劉義真，相貌美麗，神情秀徹。開始被封為桂陽縣令，食邑一千戶。十二歲時，跟隨北伐大軍進入長安，留守木百谷塢，任員外散騎常侍，未到任。關中地區平定後，高祖商量回到東部地區，而眾將領已出征好長時間，都有回去的願望，只留下副將又不能穩定民心，因此就讓劉義真行都督雍、涼、秦三州司州的河東平陽河北三郡諸軍事、安西將軍、領護西戎校尉、雍州刺史。太尉諮議參軍京兆王修任長史，將關中守衛的重任交給了他。高祖臨行時，三秦父老對他哭訴說：「此地百姓不能沐浴中華恩澤到如今已一百多年了。現在才迎來君王，蒙受聖恩。長安的十座陵墓，是漢家的墳墓；咸陽幾千間宮殿，是漢家的房屋，丟下這些要到哪裡去呢？」高祖聽了十分傷感，就安慰他們：「我受命於朝廷，不能擅自留在這兒。感謝眾鄉親留戀朝廷的心意，現在我留下二兒子和文武賢才一起鎮守此地。」臨走時，高祖親自拉著義真的手把他交給王修，並讓王修拉著他兒子孝孫的手交給高祖。義真很快正式封王，加節，又進督並、東秦兩州、司州的東安定、新平兩郡諸軍事，領東秦州刺史。當時從隴上流亡的人，多住在關中，都希望高祖乘勝收回家鄉。到高祖設置東秦州，父老百姓知道朝廷沒有奪取隴右、穩固關中的打算，都為之歎息。而佛佛虜大軍壓境威逼來臨。
沈田子殺了王鎮惡，王修又殺了沈田子。義真年輕，給手下人的賞賜沒有節制，王修常將賞賜從中裁減一些，手下人都十分怨恨。因而他們就借這事對義真說：「鎮惡想謀反，所以田子殺了他；王修如今殺了田子，這又是想謀反啊！」義真就派劉乞等人殺了王修。王修字叔治，京兆灞城人。當初南渡到江南見到桓玄，桓玄瞭解他，對他說：「君一生有吏部郎的才能。」王修死後，人心離散局勢一片混亂無法統一。高祖派將軍朱齡石接替義真鎮守關中，讓義真帶少量部隊迅速回來。眾將領競相聚斂財物，用車拉著財物兒女，慢慢地行走。敵人追趕的騎兵就要追上來，建威將軍傅弘之說：「高祖吩咐迅速行進，是擔心敵虜追上來造成人員傷亡。現在部隊帶著輜重，一天還走不到十里，敵人追上來怎麼辦？應該丟掉車輛輕裝前進，才可以免除災禍。」義真不聽。敵人果然追了上來，有騎兵一萬。輔國將軍蒯恩斷後抵擋不住敵兵的攻擊，到了青泥，後衛部隊大敗，眾將領以及府功曹王賜全被俘虜。義真走在前面，才幸得與幾百人一起逃出走散，黃昏時敵人沒有再追下去。義真和手下人走失，獨自躲在草叢中。中兵參軍段宏隻身匹馬前來搜尋，沿途叫喊，義真聽出他的口音，走出草叢叫道：「你不是段中兵嗎？我在這兒。」段宏非常高興，將義真背回。義真對段宏說：「今天這事，我確實沒有謀略。但大丈夫不經歷這樣的情況，怎麼懂得艱難。」開始高祖聽到青泥失敗的消息，就向那些先回來的人詢問義真的下落，他們都說：「黑夜奔逃，不知他是生是死。」高祖非常惱怒，想立即北伐，謝晦勸諫也不聽從。到得到段宏的報告，知道義真倖免於難才作罷。
義真不久都督司、雍、秦、並、涼五州諸軍、建威將軍、司州刺史，持節不變。讓段宏任義真的諮議參軍，很快升任宋台黃門侍郎，領太子右衛率。段宏，鮮卑人，是慕容超的尚書僕射、徐州刺史，高祖攻打廣固時歸降宋。太祖元嘉年間任征虜將軍、青、冀二州的刺史。死後追贈他左將軍。當時義真將要鎮守洛陽，而河南破敗荒涼，沒有來得及治理，因而改任揚州刺史，鎮守石頭城。
永初元年(420)，義真被封為廬陵王，食邑三千戶，轉而鎮守東城。高祖剛登基時，義真神情不高興，侍讀博士蔡茂之問他為什麼。義真說：「安逸的時候應不忘危險，快樂平安怎能依仗？」第二年，調任司徒。高祖不同意，讓他任持節、侍中、都督南豫、豫、雍、司、秦、並六州諸軍事、車騎將軍、開府儀同三司、南豫州刺史，出朝鎮守歷陽。他還沒有到任高祖就死去。
義真性情聰明，愛好文學，但輕率無德行。和陳郡謝靈運、琅王牙顏延之、慧琳道人交遊往來非常密切。自稱自己得志的時候，讓靈運、延之做宰相，慧琳做西豫州都督，徐羨之等人不喜歡義真和靈運、延之親密過分，就派范晏嚴肅地勸戒他，義真說：「靈運這個人空疏，延之淺薄，是魏文帝所說的那種很少能以名節自立的人。只不過他們的性情所得並沒有忘言於悟賞，所以我才和他們交遊罷了。」赴任前，將部屬隊伍排列在東府前，因有國哀，義真所乘的船是單素色，還比不上母親孫修儀的好。義真和靈運、延之、慧琳等人一起檢閱部隊，在船內設宴。到歷陽後，向朝廷大肆索要物品，羨之等人總是裁減一部分而不給足，因而義真深深怨恨朝廷，上表請求回京城。因少帝無德政，羨之等人密謀廢掉少帝立新皇帝，按照等級次序該立義真，但他們認為義真輕浮，不能擔當主持社稷的重任，並借他與少帝不和，上書奏請少帝廢除義真。少帝將義真廢為庶人，流放到新安郡。前吉陽令堂邑張約之上書勸諫，皇帝看了以後，讓約之任梁州府參軍，不久又殺了他。
景平二年(424)六月癸未，羨之等派人到流放地殺死義真，義真時年十八歲。
元嘉元年(424)八月，文帝下詔追復義真原有王的封號，並迎其靈柩回京。元嘉三年(426)正月，文帝誅殺徐羨之、傅亮等人，文帝下詔追贈義真為侍中、大將軍，封王如故。
義真沒有兒子，太祖以第五個兒子紹，字休胤，做他的後嗣。元嘉九年，襲封廬陵王。