刘卫辰，是匈奴右贤王去卑的后代，与前赵光文帝刘渊同族。刘卫辰的祖父刘乌路孤（刘虎、刘武），在前赵昭武帝刘聪在位时期，因是宗室的缘故被封为楼烦公，担任安北将军、监鲜卑诸军事、丁零中郎将，雄据肆卢川。刘乌路孤被鲜卑拓跋部首领拓跋猗卢打败后，出居塞外。刘卫辰的父亲刘务桓（刘豹子）招集部落，再次成为各部落中最强盛的，后赵武帝石虎派使者任命刘务桓为平北将军、左贤王、丁零单于。 

永和十二年（356年），刘务桓去世，刘卫辰的兄长刘悉勿祈继任铁弗部首领。

升平三年（359年），刘悉勿祈去世，刘卫辰杀死刘悉勿祈的儿子，自立为铁弗部首领。 

升平四年（359年）三月，刘卫辰派使者向前秦投降，请求在内地划给他们农田耕种，春天来秋天走，前秦同王苻坚同意了他的要求。四月，前秦云中护军贾雍派司马徐赟率领骑兵袭击刘卫辰，满载而回。苻坚愤怒地责备贾雍，并罢免贾雍，让他以布衣百姓的身分兼领职务，派使者将他所掠获的财物送还给刘卫辰，并对他加以抚慰。刘卫辰从此进入关内定居，刘卫辰经常向前秦进献贡奉。 

升平四年（360年）六月，代王拓跋什翼犍的妃子慕容氏去世。七月，刘卫辰来到代国参加葬礼，顺便求婚，拓跋什翼犍把女儿嫁给刘卫辰。 

升平五年（361年）正月，刘卫辰掳掠前秦的边境居民五十多人作为奴婢，进献给苻坚，苻坚责备他，让他把掳掠的百姓放回去。刘卫辰因此而背叛前秦，一心依附于代国。 

兴宁三年（365年）正月，刘卫辰背叛代国，代王拓跋什翼犍东渡黄河，赶跑刘卫辰 ，刘卫辰又归降前秦。七月，刘卫辰再次背叛前秦，苻坚派建节将军邓羌讨伐刘卫辰。八月，邓羌在木根山擒获刘卫辰。 十一月，刘卫辰虽在木根山被擒，但苻坚仍然封他为夏阳公，让他统领自己原来的部落。 

太和二年（367年）十一月，拓跋什翼犍攻打刘卫辰，因黄河还没有封冻，拓跋什翼犍命令士兵用苇草绳阻拦流水。不一会就冻合起来，但还是冻得不够坚固。于是就把苇草铺散在冰面上，冰草相连，就像浮桥一样，代国士兵踏着它渡过了黄河。刘卫辰没想到代国士兵来的如此之快，便和他的宗族亲信仓惶向西逃跑，拓跋什翼犍虏获了刘卫辰部落之中十之六七的人后返回。刘卫辰逃奔到前秦，苻坚送他返回朔方，并派兵戍守。 

宁康二年（374年），刘卫辰遭到拓跋什翼犍的攻打，于是向南逃走。 

太元元年（376年）十月，刘卫辰受到代国的威胁，向前秦求救，苻坚任命幽州刺史、行唐公苻洛为北讨大都督，率领幽州、冀州的十万军队攻击代国，让并州刺史俱难、镇军将军邓羌、尚书赵迁、李柔、前将军朱肜、前禁将军张蚝、右禁将军郭庆率领步兵、骑兵二十万人，东出和龙，西出上郡，全都与苻洛会合，让刘卫辰作向导。 

同年（376年），拓跋什翼犍被其子拓跋寔君所杀，代国境内大乱，前秦趁机吞并代国。苻坚采纳代国长史燕凤的建议，把代国的百姓分为两部分，自黄河以东属于刘库仁，自黄河以西属于刘卫辰，各授官职爵位，让他们统领自己的部众。 

刘卫辰对位居刘库仁之下感到耻辱，愤怒地杀了前秦的五原太守后反叛。刘库仁攻打刘卫辰，打败刘卫辰，一直追击刘卫辰到阴山西北一千多里的地方，俘获刘卫辰的妻儿。过了许久，苻坚任命刘卫辰为西单于，督率统领河西的各部族，驻扎在代来城。 

太元十一年（386年），后燕赵王慕容麟的军队没有抵达北魏，西燕新兴太守拓跋窟咄逐渐前进紧逼魏王拓跋珪，贺染干入侵北魏北部以响应他。北魏的兵众惊恐混乱，北部大人叔孙普洛投奔刘卫辰。慕容麟听说以后，迅速派安同等人返回。北魏人知道后燕的军队就在近处，众人的心里稍微安定了一点。拓跋窟咄进军驻扎在高柳，拓跋珪带领军队与慕容麟会合攻打他，拓跋窟咄大败，逃奔刘卫辰，刘卫辰将他杀了。拓跋珪接收了他的全部兵众，慕容麟带领军队返回中山。 

自从前秦在肥水之战失败后，国内大乱。刘卫辰占据朔方之地，士兵战马非常强盛，拥有三万八千兵力。 后秦皇帝姚苌任命刘卫辰为大将军、大单于、河西王、幽州牧；西燕皇帝慕容永则任命刘卫辰为大将军、朔州牧。 

太元十二年（387年）七月，刘卫辰向后燕进献马匹，结果却被刘显抢走。后燕皇帝慕容垂大怒，派兵大败刘显，接收刘显的残余兵众。 

太元十五年（390年）七月，刘卫辰派遣自己的儿子刘力俟提进攻鲜卑贺兰部。贺兰部首领贺讷处境窘急，请求向北魏投降。七月三十日，拓跋珪亲自率兵前去援救贺讷，打败刘力俟提。 

太元十六年（391年）七月，没弈干反叛西秦，向东与刘卫辰联合。 十月，刘卫辰派遣刘力俟提率军八九万人进攻北魏南部。十一月初十日，拓跋珪带兵五六千人迎战。十一月十三日，拓跋珪在铁岐山以南将刘直力提打得大败。刘直力提单骑逃走。北魏部队乘胜追击，十一月十九日，从五原金津向南渡过黄河，径直进入刘卫辰的国界。刘卫辰部落惊骇异常，顿时大乱。十一月二十二日，拓跋珪直接抵达刘卫辰所居住的悦跋城，刘卫辰父子仓惶逃走。十一月二十三日，拓跋珪分别派遣将领率领轻装骑兵追击。将军伊谓在木根山生擒刘直力鞮，刘卫辰则被他自己的部下杀死。十二月，刘卫辰的宗族同党中除了幼子赫连勃勃逃奔薛干部以外，其余的全部被拓跋珪下令诛杀，诛杀共计五千多人，拓跋珪将这些人的尸体全部扔进黄河。 

义熙三年（407年），赫连勃勃建立胡夏政权。义熙十四年（418年），赫连勃勃称帝，追谥刘卫辰为桓皇帝，庙号为太祖。