1949年后任湖北省文联副主席、《文学评论》编委等职。对屈赋和《文心雕龙》研究颇有成就。著有《文学论》、《十四朝文学要略》、《文心雕龙校释》等。
刘永济是我国现代著名的古典文学专家。幼年即从博综群书的祖父刘长佑(曾任清直隶、云贵总督)及其父刘思谦(曾历任广东，云南等省知县)攻读中国文史。十九岁时先后考入天津高等工业学校、上海复旦公学。次年入北京清华留美预备学校，旋因不满该校固陋措施，毅然退学。辛亥革命爆发时，赶赴海南岛，动员并协助其任琼崖道台的四兄刘滇生起义。民国成立俊至1917年，旅居上海，从近代著名词家况周颐(蕙风)，朱祖谋(彊邨)研习词学，深得况、朱二人赏识。1917年，回湖南长沙明德中学任教，曾以多年积蓄为预备出国留学的钱款，无偿资助处于困境之该校。1928年，由吴宓介绍到沈阳东北大学任国文系教授。“九一八”事变，日寇侵占东北，举家南归，改任武汉大学教授，直至逝世(抗日战争时期的1938年至1939年，曾在广西宜山浙江大学及湖南辰溪湖南大学讲学各半年)。1942年至1949年，兼任武汉大学文学院院长。1956年被评为为一级教授，并在此前後被选为武汉市政协常委、湖北省文联副主席、中国作协武汉分会理事及全国性的理论刊物《文学研究》编委。
刘永济治学馑严，博通精微，其研究涉及中国古典文学之诗、词、曲及文论诸多领域，取得令海内外学者瞩目的成就。1917年，任教长沙明德中学，即致力於中国古代文艺理论研究，所撰写的《文鉴篇》，於文艺鉴赏颇多精辟剖析，刊於《学衡》杂志，传诵一时。此期间，於该校所撰写讲义《文学论》，学贯中西，要言不烦，由商务印书馆出版并重版多次。1928年，至沈阳东北大学任教，所撰《十四朝文学要略》(上古至隋)，为一体例、结构和见地均有特色的中国上中古文学史专著，1945年由中国文化服务社出版，1984年黑龙江人民出版社校订增补本。此时还以绝句为重点，所著《唐乐府史纲要》，为我国迄今唯一研究唐代乐府史的专著(有讲义本，待出版)。
刘永济任教武汉大学後，即致力於《文心雕龙》研究，三十年代即有《文心雕龙徵引文录》之作上下两卷，徵引文达530篇，由武汉大学于1933--1935年铅印。四十年代成《文心雕龙校释》一书，是书为继黄侃所著《文心雕龙札记》之后又一“龙学”力作，诸所诠释，皆得刘勰论文原旨。刘氏尝语黄侃弟子程千帆说：“季刚的《札记》，《章句篇》写得最详；我的《校释》，《论说篇》写得最详！”以精於小学推黄侃，长于认议自许，各擅胜场。此书问世後，为学林所推重，其精到之论多为治“龙学”者所引用阐发。如牟世金《〈文心雕龙〉研究的回顾与展望》一文中说：“从1955年到1964年的十年间，出现了《文心雕龙》研究的全新面貌。杨明照的《文心雕龙校注》和刘永济的《文心雕龙校释》，是这十年内《文心雕龙》研究重要收获。两书都是他们多年研究的硕果，在国内外都又深远的影响。”(载《文心雕龙学刊》第二辑)台湾之治“龙学”诸学人也奉其论为圭臬《见牟世金《台湾文心雕龙研究鸟瞰》)。刘氏晚年仍致力于“龙学”的研究，计划编纂《文心雕龙辞典》，拟列布份词目，写了不少释义卡片，痛惜“文革”祸起而未完成。
1966年“文化大革命”运动中，刘永济被打成“反动学术权威”、“封建遗老”，10月2日含冤去世，时年79岁。其妻是家庭妇女（教工宿舍楼里的孩子叫她“刘婆婆”），被认做“地主”而遭斗争，最后在家中上吊自杀。1979年5月，武汉大学为刘永济平反。