劉蕙瑕3歲開(kāi)始練習(xí)體操，7歲改練跳水，8歲進(jìn)湖北省跳水隊(duì)，12歲進(jìn)國(guó)家跳水集訓(xùn)隊(duì)。

2006年，劉蕙瑕參加第12屆湖北省運(yùn)會(huì)跳水賽，連奪3枚金牌。

2009年，劉蕙瑕代表湖北省參加全國(guó)少兒跳水比賽，取得兩枚銀牌；同年，闖進(jìn)第11屆全運(yùn)會(huì)女子跳水賽決賽，隨后入選國(guó)家跳水隊(duì)。

2011年5月，在全國(guó)跳水冠軍賽女子雙人十米臺(tái)中，劉蕙瑕搭檔朱佳名一路領(lǐng)先，最終以355.62分獲得冠軍；10月，在第七屆全國(guó)城市運(yùn)動(dòng)會(huì)跳水決賽中，劉蕙瑕在女子全能項(xiàng)目中經(jīng)過(guò)5輪十米跳臺(tái)和5輪三米跳板的角逐后，以超出第二名近15分的成績(jī)奪冠。

2012年5月，劉蕙瑕再次搭檔朱佳名以341.28分的成績(jī)獲得全國(guó)跳水冠軍賽女子雙人十米跳臺(tái)冠軍；6月，在國(guó)際泳聯(lián)跳水大獎(jiǎng)賽博爾扎諾站女子十米跳臺(tái)中，劉蕙瑕以385.90分獲得冠軍。

2013年3月，在世界跳水系列賽北京站女子雙人十米臺(tái)決中，劉蕙瑕搭檔陳若琳以351.78分獲得桂冠；5月，劉蕙瑕以401.05分的總成績(jī)加冕國(guó)際泳聯(lián)跳水系列賽墨西哥站女子十米臺(tái)決賽；7月，在第15屆游泳世錦賽女子雙人十米臺(tái)決賽中，劉蕙瑕與隊(duì)友合作，以5個(gè)滿分10分，總成績(jī)356.28分獲得冠軍，這也是劉蕙瑕獲得個(gè)人第一枚世界大賽金牌；8月，在第十二屆全運(yùn)會(huì)跳水女子雙人十米跳臺(tái)決賽中，劉蕙瑕與隊(duì)友以347.10分獲得第一名。

2014年7月，劉蕙瑕獲得跳水世界杯賽女子雙人十米臺(tái)冠軍、女子十米跳臺(tái)亞軍；9月，在2014年仁川亞運(yùn)會(huì)跳水項(xiàng)目女子雙人十米跳臺(tái)決賽中，劉蕙瑕搭檔陳若琳，以總成績(jī)346.50分鎖定冠軍；12月，劉蕙瑕首度當(dāng)選國(guó)際泳聯(lián)年度最佳女子跳水運(yùn)動(dòng)員。

2015年3月，在全國(guó)跳水冠軍賽武漢站中，劉蕙瑕一人獲得女單十米臺(tái)、女雙十米臺(tái)兩枚金牌；7月，在喀山游泳世錦賽女子雙人十米跳臺(tái)決賽中，預(yù)賽排名第一的劉蕙瑕/陳若琳組合一路領(lǐng)先，最終以359.52分的成績(jī)獲得冠軍。

2016年2月，在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的跳水世界杯女子雙人十米臺(tái)決賽中，劉蕙瑕與陳若琳以344.04分的總成績(jī)獲得冠軍；8月，在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的奧運(yùn)會(huì)女子雙人十米臺(tái)決賽中，與陳若琳以354.00分的總成績(jī)獲得冠軍。

劉蕙瑕是善于與搭檔配對(duì)的雙人項(xiàng)目好手。（網(wǎng)易評(píng)）

劉蕙瑕是湖北省備戰(zhàn)2016年里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員中最具實(shí)力的運(yùn)動(dòng)員，也最有希望為湖北省延續(xù)“奧運(yùn)屆屆見(jiàn)金”的輝煌。（湖北日?qǐng)?bào)評(píng)）

2016年8月30日，為了表彰我國(guó)體育健兒在里約奧運(yùn)會(huì)上取得的優(yōu)異成績(jī)，劉蕙瑕被授予全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀。

2016年9月4日，黃石、大冶兩級(jí)政府分別召開(kāi)隆重的表彰會(huì)，嘉獎(jiǎng)在里約奧運(yùn)會(huì)上奪得女子雙人10米臺(tái)跳水冠軍的黃石健兒劉蕙瑕。

2016年11月23日，中國(guó)十佳勞倫斯最佳組合獎(jiǎng)，劉蕙瑕入圍候選名單。

2017年1月4日，劉蕙瑕入圍2016年度授予體育運(yùn)動(dòng)榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)碌倪\(yùn)動(dòng)員名單。