劉星涵在宣統(tǒng)元年(1909)入于右任等創(chuàng)辦的上海中國公學(xué)學(xué)習(xí)，劉星涵受其影響，常隨從于右任從事革命秘密工作。辛亥革命爆發(fā)，回省贊助當(dāng)?shù)馗锩�。中華民國臨時政府成立，被選為陜西臨時參議會議員。袁世凱稱帝時，劉星涵大聲疾呼，倡言反對，響應(yīng)護國戰(zhàn)爭，幾為督理陜西軍務(wù)的陸建章所殺。

民國五年(1916)六月，劉星涵受于右任等“欲建新民國，當(dāng)先建設(shè)新教育”思想影響，在西安創(chuàng)辦民立中學(xué)，自任校長，兼省教育會會長。民國十四年(1925)以教育專門委員，代表陜西出席北京善后會議，被委任為中央臨時參議院參議及中央農(nóng)事試驗場場長。民國十五年（1926），又任陜西教育廳總務(wù)科科長。十八年(1929)岐山旱災(zāi)大起，省賑務(wù)會發(fā)賑面600斤運費無出，籌款運回岐山。民國十九年(1930)二月，被構(gòu)陷遇害，年41歲。一生著有《算術(shù)各級圖解》及《中國公民》。