生于嘉靖二十六年(1547年)。庭蕙自幼孤苦，出生5個月，父親亡故，母親陳氏含辛茹苦，撫育其成人。萬歷八年(1580年)與堂弟庭蘭同登進(jìn)士，初授江西瑞州府新昌知縣，遇旱災(zāi)，庭蕙教百姓開渠引水，灌溉田地，解除旱情。歷升戶部山東司郎中，云南按察司僉事兼提督學(xué)政，在任提學(xué)時，提拔人才，大得士心。不久，升廣西布政使司左參議，適遇沙郎叛亂，庭蕙親自帶數(shù)騎前往其地，諭以大義，叛眾全部接受招撫，眾人佩服他的膽識。后來，因朝廷冊封之事與同僚爭議，意見不合，辭官歸家。劉庭蕙登第時，母親已逝世，他時刻不忘母親守寡撫育之恩，常懷“子欲養(yǎng)而親不待”的嘆息，于是向神宗皇帝上《陳情表》，敘述母親陳氏的艱貞，表中說：“人間哺兒以乳，臣母哺兒以血。臣登科第，母不及見，臣沾升斗，母不及養(yǎng)。昔皋魚悲泣于風(fēng)木，子路哀感于南游。臣實抱恨終天，無以自解。臣思凡為人母者，幸履順境，尚叨有封誥，獨臣寡母，一生苦節(jié)，備嘗艱虞，若不恩表特賜，則母志湮沒，臣心滋痛”。神宗皇帝準(zhǔn)其奏，在縣南瓊野山前官道立“華袞褒貞”坊表以示特寵，劉庭蕙泣書兩副對聯(lián)，刻于坊表石柱上，其一：“歸劉甫六霜，矢志霜天獨鶴；撫孤才五月，傷心月夜啼烏”。其二：“伏闕敘艱貞，荷天明之一矚；表閭頒特寵，垂冰操于萬年”。劉母陳氏被漳浦縣樹立為“忠、孝、廉、節(jié)”四圣賢中“節(jié)”的典范。劉庭蕙文學(xué)為時人所稱贊，萬歷四十一年(1613年)，與林茂桂、張燮修纂《漳州府志》。萬歷四十五年(1617年)，劉庭蕙卒于家，時年70歲。

他的著作有《一畝宮存稿》，其傳于世的作品尚有：《郡倅呂侯復(fù)公溪修城記》、《王侯畫定法濟應(yīng)城寺租德政碑記》和《題海月巖功德泉詩》等。