考中進士
嘉慶十九年（1814年），劉光三考中進士，起初授職吏部主事，後升任員外郎。劉光三任職吏部，忠於職守，熟悉部務，才德兼優，吏部準備舉薦他任知府。劉光三認為居官應為民造福，忠臣當為國除害，就選擇了考取監察御史。剛正不阿
道光五年（1825年），劉光三考選監察御史，歷任山東道、江南道、四川道監察御史，後升兵科給事中（皇帝的諫官）。任山東道監察御史時，部里官員制定了一些不切實際的條例，為營私舞弊、混水摸魚留下漏洞，他便上書皇帝降旨審核修訂這些條例，根除弊端。任吏部考功員外郎時，某省被舉報下屬官員，恐被治罪，到吏部送饋金二千，賄賂劉光三，劉光三斥責道：“你沒聽說過楊震四知的故事嗎？”行賄人羞慚而去。在巡按南城時，有一富商，兄長外出卻無音信，就謀劃出嫁他的嫂嫂，以千金饋贈光三，以求幫助辦成此事。劉光三嚴肅地說：“能以千金送人，如何不以千金養嫂？”他任職諫官九年，奏劫數十次，無所顧忌，都能切中時弊。他常說：“國家選拔御史，希望拾遺補缺，彈劫不法，裨益聖德，如果不識大體，徒有虛名，我認為是恥辱。”一時人稱“真御史”。犯顏直諫
道光十一年（1831年）夏，京城大早，皇帝下詔徵求直言，檢討得失。裘元俊認為京城大早是州縣官吏奉行聖旨不力，為上天所處罰；奢英認為是朝廷司職郎官不盡職責所致。劉光三上書指出：“京城大旱不是朝廷中司員和州縣長官工作不力所造成的，因為他們官卑職微，離天太遠。離天近者是皇帝，從古至今，凡是得罪上天、降災於人的，都是皇帝荒淫無道不修道德的結果。要想免除上天懲罰，皇上應當仿效商湯在桑林自責祈雨的故事，親自到龍王府祈禱求雨。”道光皇帝看罷書奏，火冒三丈，擲書在地，說道：“朕乃奉天承運治理萬民，德澤天下。劉光三說朕荒淫無道，是何居心？”當即找來兩台總憲等，追問查糾劉光三疏奏之事。白銘深知劉光三忠誠耿直，敢於犯顏直諫，口碑很好，便在次日上朝察奏，為劉光三主持公道，使劉光三免除了一場大禍。病逝鄉里
道光十二年（1832年），戶部書吏偽造捐照案發，皇帝親自判決主犯蔡繩祖，龐英等死刑，並追問對此重大案件為何不見監察官員的彈劫呢？內閣從留在司禮監的文犢中，查出劉光三、王開雲等人的彈劫條奏送呈皇帝。皇帝轉怒為喜，越級提升王開雲等的官職，卻因劉光三以前直諫違背聖意，不予升遷，只是讓他巡按南城。道光十八年（1838年），劉光三主持書院工作期間，道光皇帝下詔，召他回京，再任諫官。劉光三準備再次為國盡忠，為民除害。在他的門生以及新鄭晚清理學先生王齡的勸阻下，劉光三辭召，沒有再次出山。
道光十九年（1839年），劉光三在鄉里病逝，享年59歲。
