1926年生于中国天津，1946 年考入国立北平艺专（中央美术学院前身），师从留法雕塑家、教育家王临乙。1951 年毕业于中央美术学院雕塑系研究生班，毕业后留校从事教学与创作。

1961年起，在豫、冀两地工作生活十余载，扎根乡土。回京后于中国历史博物馆（现中国国家博物馆）潜心修复文物七年，期间，接触并专门研究传统陶俑造型语言与创作思维。1980年回到中央美院进行陶塑创作与教学工作。

他一生深耕雕塑艺术，曾参与人民英雄纪念碑浮雕、中国人民革命军事博物馆纪念雕塑、北京工人体育场馆纪念雕塑、武汉长江大桥桥头堡雕塑等国家级雕塑工程。早期代表作《丈量土地》《劈山引水》等作品远赴海外展出，《丈量土地》展出后便被当时的捷克斯洛伐克国家博物馆收藏。54岁后，他进入创作高峰期，他主动弱化学院派风格、舍弃纪念碑雕塑的程式化造型语言，将汉陶意趣、乡土记忆与人文情怀融于一体，作品造型凝练而纯粹，带有朴素的手工痕迹，注情人间烟火，塑说平民百态。

2018年，中央美院设立刘士铭雕塑艺术馆，以“中国做法”研究为核心，开启刘士铭雕塑全球巡展。

2024年，美国纽约成立“刘士铭艺术馆”，其作品常年在全球展出并被专业艺术机构研究收藏。

2021年刘士铭艺术基金会成立，50余所海外艺术院校设学者基金并纳入教学；2025青年艺术家奖获96国近1400份申请，2026年2月设传承大奖助力艺术家深耕创作。