刘渊年幼时，就非常聪慧。刘渊七岁时母亲呼延氏去世，他伤心得捶胸顿足，嚎啕大哭，旁人都被他的悲伤所感动，宗族、部落的人都赞赏他的孝顺。当时，曹魏司空王昶等人听说后也非常赞赏刘渊，并且派人前去吊唁。刘渊自幼爱好学习，拜上党人崔游为师，学习《毛诗》、《京氏易》和《马氏尚书》，他尤其喜爱《春秋左氏传》、《孙吴兵法》这两部书，大致都能诵读，而《史记》、《汉书》及诸子的著作，没有不阅读的。刘渊曾经对一起学习的同学朱纪、范隆说：“我每次看书传的时候，往往禁不住要鄙弃随何、陆贾的缺乏武功，周勃、灌婴的缺少文才。道是由人来发扬光大的，一个方面的知识不了解，本来就是君子所看不起的。随何、陆贾遇上汉高祖而不能够建立起封侯的功业，周勃、灌婴跟随汉文帝而不能开创教化的大业，可惜啊!”
于是刘渊开始学习武学知识和技能，精妙出众，他臂长而善于射箭，体力超过一般人。姿态、仪表魁梧，身高八尺四寸，胡须长三尺多，心口上有三根红色的毫毛，长三尺六寸。当时，屯留人崔懿之、襄陵人公师彧等都善于给人看相，见到刘渊，他们都非常惊奇，并且相互转告说：“这人的形体、相貌不一般，是我从来没见到过的。”于是，他们对刘渊都非常崇敬，彼此间按照名分建立起恩情。太原人王浑像对待朋友一样虚心地对待他，并且让他的儿子王济拜见他。
刘渊是汉化的匈奴贵族后裔，他在西晋日趋衰败、各地流民纷纷起义反晋的浪潮中，趁势在中原建立了第一个少数民族政权——匈奴汉国政权。汉国政权建立进一步把中原推向战争和动乱，同时改变了曹操以来匈奴五部统治结构，重新恢复了匈奴传统旧制。但从少数民族对汉人的长期统治过程中，为各民族之间深层次的融合，准备了条件。
刘渊对部众的暴行显得不能容忍，如一次派遣匈奴人乔晞进攻西河郡，乔晞先杀不肯投降的介休县令贾浑，后杀哭骂他的贾浑妻子宗氏。刘渊知道后大怒，将乔晞追回并降秩四等，又为贾浑收葬。又将领刘景一次进攻黎阳，在延津击败晋将王堪后在黄河将三万多人溺死，刘渊知道后大怒，更说：“刘景还有何颜面见朕!天道又怎能接受这种事!我想消灭的只是司马氏，平民有何罪!”于是贬刘景的官位。