劉國博出自上海上港梯隊，2017年代表上海隊獲得全運會U18男足比賽的冠軍。

2017年8月3日，第十三屆全運會U18男足決賽在上海男足與四川男足之間展開。第32分鐘，替補出場的劉國博首開紀(jì)錄，第66分鐘，徐皓陽為上海隊擴大領(lǐng)先優(yōu)勢，最終上海隊2-1戰(zhàn)勝四川隊獲得本屆全運會U18男足冠軍。

2018年3月1日，北京國安官方宣布上港小將劉國博轉(zhuǎn)會加盟，1999年出生的劉國博場上司職前腰，他是國安俱樂部冬季簽下的第一名U21球員，劉國博也是一名北京籍球員。

2019年12月，入選中國男足U20選拔集訓(xùn)名單。