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刘虹出生于江西省吉安市安福县，小时候特别淘气，体力很好，经常被体育老师要求去参加各种运动会。一次运动会上，刘虹的表现很偶然地被江西省田径队的教练看到，觉得刘虹运动天赋不错，于是让她练习竞走，刘虹开始了最初级的业余竞走训练。2002年，调入深圳市福田区体校，从此走上了竞走专业训练。
2004年，全国青年锦标赛刘虹获得女子20公里竞走第六名。
2005年，在南宁举行的全国青年竞走锦标赛刘虹以1小时32分20秒获得女子竞走20公里第一名；在慈溪举行的国际田联竞走挑战赛刘虹以1小时29分9秒的成绩仅获得第十名；在南京举行的第十届全运会刘虹以1小时30分22秒获得第八名。
2006年，扬州国际田联竞走挑战赛刘虹以1小时28分26秒的成绩获得第三名；西班牙世界杯竞走赛，以1小时28分59秒的成绩获得第六名；第11届世界青年锦标赛女子10公里竞走，以45分12秒84获得冠军；在卡塔尔多哈举行的亚运会中，以1小时32分19秒的成绩获得女子20公里竞走冠军。
2007年，第六届城运会上刘虹获得女子20公里竞走冠军。
2008年，北京国际田联竞走挑战赛刘虹以1小时29分30秒的成绩获得女子20公里竞走第一名；在北京奥运会上刘虹以1小时27分17秒的成绩获得第四名，创造了个人比赛的最好成绩。
2009年，在柏林世锦赛女子20公里竞走比赛中刘虹以1小时29分10秒获得第三名；在第十一届全运会女子20公里竞走比赛中以1小时28分11秒夺得金牌，这一成绩比她在柏林世锦赛提高了差不多一分钟，这也是刘虹2009年以来取得的最好成绩。
2010年，广州亚运会女子20公里竞走比赛中，刘虹采取跟随战术，赛程过半后，开始加速并超越对手，在此后的较量中，最终以1小时30分06秒获得冠军。
2011年，在国际田联竞走挑战赛暨全国冠军赛，刘虹以1小时27分17秒的成绩获得冠军；大邱世界田径锦标赛女子20公里竞走，刘虹以1小时30分00秒获得银牌。
2012年，在国际田联竞走挑战赛太仓站女子20公里竞走比赛中，刘虹以1小时25分46秒的成绩获得冠军，这个成绩打破了由中国选手王妍保持的1小时26分22秒的亚洲记录；在伦敦奥运会女子20公里竞走决赛中，以1小时26分获得第四名。
2013年，在国际田联竞走挑战赛瑞士卢加诺站比赛中，刘虹以1小时27分06秒夺冠，打破了俄罗斯选手西比列娃创造的1小时28分03秒的赛会纪录；第十二届全运会女子20公里竞走，以1小时27分53秒的成绩获得第二名。8月，莫斯科世界田径锦标赛女子20公里竞走，刘虹以1小时28分10秒的成绩获得第三名；在苏州举行的环太湖国际竞走多日赛女子15公里的比赛中，刘虹1小时10分39秒的成绩获得冠军。
2014年，刘虹在国际田联竞走挑战赛瑞士卢加诺站的比赛中以1小时27分25秒摘得女子20公里竞走金牌。
2015年，国际田联竞走挑战赛葡萄牙里奥马约尔大奖赛的比赛中，刘虹以1小时27分22秒的赛季最好成绩获得冠军；国际田联竞走挑战赛拉科鲁尼亚站女子20公里竞走比赛，刘虹以1小时24分38秒获得冠军，并打破了1小时25分02秒的世界纪录，这一纪录同年7月被国际田联正式认可；在北京举行的世界田径锦标赛女子20公里竞走比赛中，刘虹以1小时27分45秒的成绩获得冠军；刘虹被新华社评为中国十佳运动员。
2016年，在意大利罗马进行的国际田联竞走团体世锦赛中，刘虹以1小时25分59秒的成绩获得女子20公里竞走冠军；里约奥运会女子20公里竞走决赛，刘虹以1小时28分35秒的成绩获得冠军。
2018年，Columbia崇礼168国际超级越野赛如期举行，ETC（35km）组，里约奥运会竞走冠军刘虹以4小时28分09秒位居该组别女子组第二名；在多哈田径世锦赛女子20公里竞走决赛中，刘虹以1小时32分53秒的成绩夺冠。
2019年，世界田联年度颁奖典礼在摩纳哥举行，刘虹凭借打破50公里竞走世界纪录的成绩，登台领取世界田联为年度创造世界纪录的运动员颁发的纪念奖牌。
2020年，在全国竞走锦标赛女子20公里竞走决赛中，刘虹以1小时27分46秒夺冠。
2021年，在东京奥运会田径女子20公里竞走比赛中，刘虹以1小时29分57秒获得铜牌，这也是她连续第三届奥运会拿下该项目的奖牌，排名历史第一位。
2015年9月25日，刘虹出席了江西省首届青少年“未来之星”阳光体育大会启动仪式。仪式结束后，还去到了室外活动现场与青少年学生互动排球等体育项目。
▪2021-6-26 广东省优秀共产党员 （获奖）
▪2016 2016年国际田联竞走挑战赛拉科鲁尼亚站女子20公里竞走 冠军 （获奖）
▪2016 里约奥运会 冠军 （获奖）
▪2015 国际田联竞走挑战赛葡萄牙里奥马约尔大奖赛 冠军 （获奖）
▪2015 国际田联竞走挑战赛拉科鲁尼亚站 冠军 （获奖）
▪2015 世界田径锦标赛 冠军 （获奖）
▪2014 国际田联竞走挑战赛瑞士卢加诺站 冠军 （获奖）
▪2013 国际田联竞走挑战赛瑞士卢加诺站 冠军 （获奖）
▪2013 第十二届全运会 亚军 （获奖）
▪2013 世界田径锦标赛 第三名 （获奖）
▪2013 环太湖国际竞走多日赛 冠军 （获奖）
▪2012 国际田联竞走挑战赛太仓站 冠军 （获奖）
▪2012 伦敦奥运会 季军 （获奖）
▪2012 伦敦奥运会 季军（递补） （获奖）
▪2011 国际田联竞走挑战赛 冠军 （获奖）
▪2011 世界田径锦标赛 冠军 （获奖）
▪2010 广州亚运会 冠军 （获奖）
▪2009 世界田径锦标赛 亚军 （获奖）
▪2009 第十一全运会 冠军 （获奖）
▪2008 国际田联竞走挑战赛北京站 冠军 （获奖）
▪2007 城运会 冠军 （获奖）
▪2006 国际田联竞走挑战赛扬州站 第三名 （获奖）
▪2006 世界青年竞走锦标赛 冠军 （获奖）
▪2006 多哈亚运会 冠军 （获奖）
▪2005 全国青年竞走锦标赛 冠军 （获奖）
▪2016 2015CCTV体坛风云人物 最佳女运动员 （获奖）
▪2016 全国五一劳动奖章 （获奖）
▪2016 年度最具魅力运动员 （获奖）
▪2016 2016CCTV体坛风云人物 最佳女运动员 （提名）
▪2015 年度中国十佳运动员 （获奖）
▪2008 深圳福田区首届十大劳模 （获奖）
▪2005 国际级运动健将 （获奖）
刘虹是一个对自己要求高，具有远大抱负的女运动员，其最大的优势就在于心理素质好，即使面对强大的对手也不会紧张，表现从容稳定。（孙荔安评）
刘虹自从2005年参加国际比赛以来，进步神速，不仅表现在成绩，也体现在技术上。与世界一流选手如俄罗斯的卡尼斯尼娜相比，刘虹的努力点还是应该放在技术上，应该进一步改进技术，努力获得更多国际裁判的认可。（张阜新评）
