1629年(崇祯二年)，刘国轩出生于福建汀州长汀，他从小就受客家文化熏陶与山区艰苦环境的磨炼，从小养成了果敢坚定顽强的品格。1646年(隆武二年、顺治三年)，清军大举攻入福建，刘国轩因家庭变故往投清军，在漳州开始了他的行伍生涯。刚刚到漳州时仅仅作为一个门卒，后来升任为守备千总，把守漳州北门。在为清军效力期间，刘国轩曾受到原明郑将领，当时作为他顶头上司的清军总兵施琅的赏识，但毕竟职卑人微，尽管他在军事上有所表现，也始终只是一个下级将领，声名也不显著。在这一时期，郑成功已经在厦门、金门建立了抗清的基地，而且声势日大。刘国轩十分钦佩郑成功的义举，早就产生了投奔郑成功的意思。
1654年(永历八年、顺治十一年)，郑成功围攻漳州，刘国轩积极策反清军守将献城投降。十二月初一日，刘国轩在晚上引导郑军兵不血刃的攻入了漳州城，迫使清廷漳州守将张世耀等降郑。事情完成后，初四日刘国轩被授予都督佥事，掌管护卫后镇的事务。然而郑成功谋略自任，驭兵用将以勇武为先，刘国轩依然未受重用。郑军号令严明，刘国轩曾经有几次战败的情况，陈永华深知他非常有谋略，所以免其死罪。1656年(永历十年、顺治十三年)，郑成功北伐南京时，刘国轩仅仅是一个右虎卫随征营副领兵。后来郑军将领出现缺员，刘国轩被推为候选之一，但是最终因为资历不深而未能获任。1661年(永历十五年、顺治十八年)，郑成功率军收复台湾，刘国轩身先士卒，与都督马信等亲率弓箭手击退荷兰军队的反扑，为收复台湾立下汗马功劳。