刘伯姬(公元前2年---公元30年)，生于西汉元寿元年(公元前2年)，南阳蔡阳(今湖北省襄阳市枣阳市西南)人。是汉高祖刘邦的九世孙，汉景帝刘启的七世孙。父刘钦，西汉南顿(今河南省项城南顿)县令，母湖阳(今河南省南阳市唐河县湖阳镇)大富豪樊重之女。
伯姬兄妹6人，长兄刘縯、次兄刘仲、三兄刘秀(东汉光武帝)，长姊刘黄、次姊刘元。在排行中刘秀居五，伯姬居六为小妹。父母去世后，刘秀9岁、伯姬4岁，由叔父刘良将他们从南顿带回南阳白水乡(今湖北省襄阳市枣阳市南)抚养成人。
西汉末年，国势日衰，王莽篡政，横征暴敛，灾麦连年，农民起义风起云涌。新莽地皇三年（公元22年）伯姬的大哥刘縯、三哥刘秀和新朝宗卿师（掌握宗室子弟训导的官）李守之子李通、李轶三兄弟也揭竿而起。他们联合绿林军，袭兰乡、克宛城、战昆阳、破武关，终于推翻了新莽，建立了东汉王朝。在这一重大历史变革中，刘伯姬虽系一贵族秀女，却也表现出了大智人勇的英雄气概。
汉军舂陵起兵后，连连取得胜利，都统刘縯灭莽心切，头脑澎涨，不顾敌众己寡的现实，不听邓禹等人的劝阻，自作主张力攻宛城（今南阳）。结果在小长安村（今河南南阳只南）遭到新莽南阳郡守甄阜、都尉梁场邱、偏将军陆智的伏击。战场杀声连天，无数汉军将士和眷属倒在血泊之中。刘仲战死，抚养刘秀、伯姬长大成人的婶母（刘良妻）和她的几个孩子阵亡，汉军大败。
刘秀、伯姬兄妹同骑一马向外突围，正行间，见一队官兵正枪挑自己的二姐刘元和两个尚不懂事的外甥女。目睹亲人惨遭杀害，刘秀立即拔出剑来，要与敌人拼杀。在此千钧一发之际，伯姬急喊道：“三哥，三哥！你冷静冷静。千仇万恨以后图报，我们不能都死。死了谁还报此血仇！”听了小妹的呼声，刘秀才强咽热泪，喊声：“二姐！”跃马冲出了重围。
汉军退到棘阳，全城一片哭声。原来八九万马，所剩不过千余，且置于甄阜十万大军包围之中，前途未卜。为图生存，兴汉室，刘縯、刘秀、邓禹等接受了李通的建议，亲往平氏县宜秋镇（今河南唐河县东南）找王匡、王常领导的绿林军谋联合。此时悲痛中的刘伯姬，百思不解地反问自己：官军为什么有如此大的威慑力？我军又为什么一击即溃？
经过一再苦思冥想，刘伯姬决定亲自动手给汉军绣四面大旗，以激励将士前进。于是，她从自己准备做嫁衣的布料中选了四面黄锦旗而，选配了五色彩线，擦干眼泪绣了起来。时值腊月3日那天，联合大军出征前，刘伯姬跑上点将台，亲手将四面黄绢大旗献给了大哥刘縯。刘縯一见高兴万分，连呼：好妹妹！好大旗！将士们一看前有朱雀旗，后有玄武旗，左有青龙旗，右有白虎旗，每个旗中还都绣了个斗大汉字，即时全场沸腾，士气大振。
第二天是大年初一。天刚亮，汉军与绿林军组成的义军按照邓禹“反客为主”的作战计划，一场义军对莽军的反包围战打响了。此刻守在棘阳空城中的刘伯姬，一面组织老弱残兵守城，一面派人将战鼓抬上城头，擂鼓助战。义军越战越勇，莽军听到战鼓声惊魂失魄四处逃命。战斗结束，敌降者达4万之多，棘阳一战不仅为死难的义军将士报了血仇，也大大动摇了新莽王朝的基础。
昆阳（今河南叶县）之战后，刘秀以破虏大将军、武信侯之名带兵北渡黄河，镇压和收编了河北铜马等农民起义军，更始三年（公元25年）四月在高邑（今河北柏乡北）即皇帝位，改元建武。
建武二年（公元26年），刘秀追封二姐刘元为新野长公主，封大姐刘黄为湖阳长公主，封小妹伯姬为宁平（今河南郸城宁平镇）长公主，封李通为固始（今河南淮阳西北柳林集）侯，拜大司农（掌管租税钱谷盐铁的国家财政收支，为九卿之一）。约公元23年，刘伯姬与李通婚。