1990年7月6日,刘学义出生于山东省青岛市。他自小便离家北上求学,在完成了五年的舞蹈学习之后,因其出众的外表转而学习表演,自此开启了演艺之路。2010年,刘学义考取于中央戏剧学院表演系本科,在校期间参与了多部话剧表演,积累表演经验。刘学义
2011年9月22日,与陈真希,陈牧扬等联合主演的侦探悬疑电影《蝴蝶魔咒》播出,在片中饰演伊锦的丈夫江天；10月23日,与关慧卿,郭家豪等联合主演的数字电影《女人莲心》在内蒙古卫视首播,在片中饰演成年时期的龙振邦。2013年,与侯梦瑶,居文沛共同出演古装剧《上官婉儿》,在剧中饰演武则天的侄子武三思。2015年11月14日,与景甜,耿乐共同出演的古装剧《大玉儿传奇》在四川公共频道首播,其在剧中饰演因钟情大玉儿的蒙古察哈尔林丹汗之子额哲。2016年1月1日,与维纳格拉多娃·卡捷琳娜,安德烈·拉泽夫联袂主演的奇幻爱情电影《冰美人》上映,在片中饰演为寻找爱人而四处奔走的痴情男张梦生；4月20日,与左小青,郭晓东合作出演的年代情感剧《我们的纯真年代》在河南都市频道首播,其在剧中饰演涂阳的弟弟涂强；7月31日,与赵丽颖,杨紫共同出演的古装玄幻剧《青云志》在湖南卫视超级独播剧场首播,在剧中饰演足智多谋的青云门第一弟子萧逸才。2017年5月7日,与杨紫,秦俊杰联合主演的古装传奇剧《龙珠传奇之无间道》首播,在剧中饰演吴三桂的次子吴应麒；同年,与张睿,李曼联袂主演古装神话剧《封神之天启》,在剧中饰演商朝太子殷郊。2018年7月9日,与杨紫,任嘉伦合作主演的青春神话剧《天乩之白蛇传说》在爱奇艺视频播出,其在剧中分别饰演邪魅狂狷的妖帝斩荒和仙姿出尘的天帝两个角色。2019年6月6日,与侯明昊,成毅联袂主演的冒险悬疑动作剧《怒海潜沙&秦岭神树》在腾讯视频播出,其在剧中饰演解家当家解雨臣。2020年5月4日,与任嘉伦,李曼合作主演的热血谍战剧《秋蝉》在江苏卫视,浙江卫视首播,饰演南满株式会社香港分社副会长林小庄；8月6日,与成毅,袁冰妍领衔主演的东方玄幻仙侠剧《琉璃》开播,在剧中分别饰演少阳山的天才弟子昊辰和执掌东方天界的柏麟帝君。2021年5月19日,与王梓薇领衔主演的古装爱情剧《清落》在优酷视频全网独播,其在剧中饰演风苍国皇子夜修独；6月17日,与周冬雨,许凯联袂主演的古装言情仙侠剧《千古玦尘》在腾讯视频播出,其在剧中分别饰演上古界四大真神之一的天启和后古界的净渊；7月11日,与白澍,张博宇共同出演的冒险悬疑剧《云顶天宫》在腾讯视频全网独播,饰演长沙老九门解家的当家解雨臣；8月25日,与张睿,何杜娟共同出演的悬疑科幻剧《天目危机》在芒果TV播出,饰演先行者乐队的摇滚乐手李秀夫；同年,与袁冰妍搭档主演古装玄幻仙侠剧《落花时节又逢君》,在剧中饰演花妖族的统领锦绣；11月9日,搭档张予曦主演的都市情感剧《夜色暗涌时》在芒果TV播出,饰演投行精英莫灵泽,他还演唱了该剧的插曲《NowGoAway》。2022年3月27日,与彭小苒领衔主演的年代谍战剧《画眉》在横店开机,在剧中饰演青年工程师吕渔火；6月15日,与白敬亭,宋轶合作主演的古装商战剧《长风渡》开机,在剧中饰演富贵出身的洛子商；12月13日,与李若嘉搭档主演的谍战电影《秋蝉》在爱奇艺视频上线；12月16日,与钟楚曦领衔主演的都市爱情剧《生活在别处的我》开机；12月26日,与李宏毅,林博洋共同主演的古装武侠剧《少年歌行》在优酷视频播出,其在剧中饰演寒水寺的和尚无心。2023年4月20日,领衔主演的电视剧《花间令》开机；6月18日,特别主演的古装剧《长风渡》上映。7月,主演的电视剧《念无双》开机。8月11日,主演的电视剧《念无双》发布首发海报。《落花时节又逢君》剧照《夜色暗涌时》剧照《清落》剧照《天乩之白蛇传说》剧照《怒海潜沙&秦岭神树》剧照《龙珠传奇》剧照《秋蝉》剧照《封神之天启》剧照《青云志》剧照《琉璃》剧照《上官婉儿》剧照《大玉儿传奇》剧照
2015年,参加中国艺术星光杂志全明星慈善晚会。2018年12月27日,刘学义参与由新华网与欢瑞世纪共同举办的扶贫公益事业座谈会,通过自身影响力回馈社会,为脱贫攻坚助力贡献自己的应有之力。
在一组休闲风的写真照片中,刘学义暖男范儿十足,其迷人的酒窝,透着一丝青春洋溢的气息,时而帅气逼人,时而温暖照人,调皮惹人爱。而刘学义的古装扮相气质出众,并因常出演仙侠剧,被不少网友称为“三界代言人”和“神仙专业户”,其古装造型让人舒心。在玄幻剧《青云志》中,刘学义饰演的萧师兄让原著党圆了梦,角色魔化后更加吸引了观众的眼球,让人印象深刻；除了造型上的突破,他还将角色由正到邪的转变演绎得渐入佳境,诠释更加游刃有余,在表演上也有了更多的突破表现。刘学义主演的影视剧中不乏反派角色,而现实生活中的他,却是个真实而洒脱的人。