刘国梁从六岁逐渐学打乒乓球，1989年当选国青队，1991年当选中国国家队。选手时期的刘国梁数次得到 男子单打世界大赛，并与同伴协作得到 过男子双打世界大赛、混合双打世界大赛，做为主要工作人员数次与同伴一起得到 小伙团队世界大赛，是第一位在宣布赛事中采用直拍横打技术性并获得成功的乒乓球赛手，是我国男子乒乓球在历史上第一位集夏季奥运会、乒乓球世界杯、欧洲杯冠军于一身的“全满贯”获得者。
1996年夏季奥运会上，刘国梁获男子双打(与孔令辉)、男子单打冠军中国，還是我国第一位乒乓球世界杯、世界杯赛和夏季奥运会“全满贯”获奖者，世界杯赛后在乒联排行榜上跃居首位，中国乒乓球协会联赛男子双打总冠军(与孔令辉)、男子单打第三名，第26届夏季奥运会男子单打总冠军，男子双打(与孔令辉)总冠军，第17届世界杯赛男子单打总冠军，亚锦赛男子双打总冠军，韩国男团、男子单打、女双季军，中国公开赛男子双打总冠军。
1997年第44届乒乓球世界杯韩国男团，女双总冠军(与邬娜)，男子双打总冠军(与孔令辉，中国公开赛男子双打总冠军(与孔令辉)，墨西哥联赛男子单打、男子双打总冠军，南斯拉夫联赛男子单打总冠军，八运会男子双打总冠军(与王涛)，乒联决赛男子双打总冠军。
2000年第45届乒乓球世界杯循环赛韩国男团季军，第26届夏季奥运会男子单打第三名，男子双打季军，墨西哥联赛男子单打、男子双打总冠军，中国公开赛男子单打季军，日本、美国公开赛男子双打总冠军。
2001年日本联赛男子双打总冠军，第46届乒乓球世界杯韩国男团总冠军、男子双打季军。
2002年退伍。
2003年6月23日，担任我国中国乒乓球队男队教研组小组长兼男队主教练。
2004年3月7日，带领中国男子乒乓球队斩获第47届乒乓球世界杯韩国男团总冠军。
2005年上海市乒乓球世界杯，带领国家乒乓球队斩获7金。
2006年，带领中国男子乒乓球队斩获第48届乒乓球世界杯韩国男团总冠军和多哈亚运会韩国男团总冠军。
2008年8月18日，带领中国男子乒乓球队斩获北京奥运男子乒乓球循环赛总冠军和男子单打冠、亚、亚军。
2009年横滨乒乓球世界杯，带领中国男乒斩获男子单打、男子双打、女双冠军。
2016年，带领国家乒乓球队斩获了夏季奥运会所有四枚冠军的光辉战况，告一段落里约奥运会的新征程。
2017年4月，刘国梁任国家乒乓球队主教练，已不担任男队教练。
2017年6月，辞去主教练，任中国乒乓球协会副书记。
2017年6月23日，在刘国梁新一任的另外中国男子乒乓球队团体发音并公布撤出乒联中国公开赛，称：这一刻大家无心恋战，仅因思念刘国梁。
2017年6月29日，乒联官博公布，中国乒乓球协会为相互配合先前对6·23弃赛事件的调研，决定中国男乒团体撤出以后举办的加拿大联赛。另外，中国乒乓球协会在其官网里发宣称，男乒本次弃赛是由于男队选手人体要素未达巅峰状态。
2003年6月-2017年4月，刘国梁收拍任教，依次担任中国乒乓球男队教练、中国乒乓球主教练。教练时期的刘国梁领着国家乒乓球队得到 了三十多种国际赛事总冠军。
2018年9月，中国乒乓球协会创立第九届联合会换届选举前期工作工作组，刘国梁任工作中工作组小组长并主持人研究会工作中。
“他是一名好工作人员，但希望他未来变成一名好教练，并且比我干得好!”(中乒队主教练蔡振华)
“他对乒乓球运动规律性拥有 很深的领悟力，是做教练员的好候选人。(中乒队带队黄飙)
“做为教练员，刘国梁有自身的优点：一是很多年来累积了丰富多彩的比赛工作经验，二是对乒乓球赛的了解较刻骨铭心。他十分有期待在教练职位上再创佳绩。”(刘国梁启蒙教育教练员尹霄)
“他很有创意，很多人发觉不上的难题，他都是会说得很清晰。他平常就尤其善于观察他人，也善于总结。不但是对主要工作人员，对年青工作人员他也都很掌握，可以把她们的专长、缺点说得很清晰。”(刘国梁好友孔令辉)
