早年經歷
3歲時，劉蕙瑕開始練習體操，7歲改練跳水，8歲進湖北省跳水隊，12歲進國家跳水集訓隊 。
運動生涯
劉蕙瑕比賽照片2006年，劉蕙瑕參加第12屆湖北省運會跳水賽，連奪3枚金牌。
2009年，劉蕙瑕代表湖北省參加全國少兒跳水比賽，取得兩枚銀牌；同年，闖進第11屆全運會女子跳水賽決賽 。隨後入選國家跳水隊 。
2011年5月，在全國跳水冠軍賽女子雙人十米台中，劉蕙瑕搭檔朱佳名一路領先，最終以355.62分獲得冠軍 。10月，在第七屆全國城市運動會跳水決賽中，劉蕙瑕在女子全能項目中經過5輪十米跳台和5輪三米跳板的角逐後，以超出第二名近15分的成績奪冠 。
陳若琳（左）與劉蕙瑕2012年5月，劉蕙瑕再次搭檔朱佳名以341.28分的成績獲得全國跳水冠軍賽女子雙人十米跳台冠軍 。6月，在國際泳聯跳水大獎賽博爾扎諾站女子十米跳台中，劉蕙瑕以385.90分獲得冠軍 。
2013年3月，在世界跳水系列賽北京站女子雙人十米台決中，劉蕙瑕搭檔陳若琳以351.78分獲得桂冠 。5月，劉蕙瑕以401.05分的總成績加冕國際泳聯跳水系列賽墨西哥站女子十米台決賽 。7月，在第15屆游泳世錦賽女子雙人十米台決賽中，劉蕙瑕與隊友合作，以5個滿分10分，總成績356.28分獲得冠軍，這也是劉蕙瑕獲得個人第一枚世界大賽金牌 。8月，在第十二屆全運會跳水女子雙人十米跳台決賽中，劉蕙瑕與隊友以347.10分獲得第一名 。
2014年7月，劉蕙瑕獲得跳水世界盃賽女子雙人十米台冠軍、女子十米跳台亞軍 。9月，在2014年仁川亞運會跳水項目女子雙人十米跳台決賽中，劉蕙瑕搭檔陳若琳，以總成績346.50分鎖定冠軍 。12月，劉蕙瑕首度當選國際泳聯年度最佳女子跳水運動員 。
2015年3月，在全國跳水冠軍賽武漢站中，劉蕙瑕一人獲得女單十米台、女雙十米台兩枚金牌 。7月，在喀山游泳世錦賽女子雙人十米跳台決賽中，預賽排名第一的劉蕙瑕/陳若琳組合一路領先，最終以359.52分的成績獲得冠軍 。
2016年2月，在巴西里約熱內盧舉行的跳水世界盃女子雙人十米台決賽中，劉蕙瑕與陳若琳以344.04分的總成績獲得冠軍 。8月，在巴西里約熱內盧舉行的奧運會女子雙人十米台決賽中，與陳若琳以354.00分的總成績獲得冠軍 。
生涯數據
2013年西班牙游泳世錦賽
| 項目 | 輪數 | 總分 | 名次 | ||||
| 女子雙人10米台 | 第一輪 | 第二輪 | 第三輪 | 第四輪 | 第五輪 | 356.28分 | 第一名 |
| 58.20分 | 54.00分 | 82.80分 | 79.68分 | 81.60分 | |||
2014年上海跳水世界盃
| 項目 | 輪數 | 總分 | 名次 | ||||
| 女子雙人10米台 | 第一輪 | 第二輪 | 第三輪 | 第四輪 | 第五輪 | 357.66分 | 第一名 |
| 55.80分 | 54分 | 83.70分 | 78.72分 | 85.44分 | |||
2014年仁川亞運會
| 項目 | 輪數 | 總分 | 名次 | ||||
| 女子雙人10米台 | 第一輪 | 第二輪 | 第三輪 | 第四輪 | 第五輪 | 346.50分 | 第一名 |
| - | - | 78.5分 | 77.76分 | 85.44分 | |||
2015年喀山游泳世錦賽
| 項目 | 輪數 | 總分 | 名次 | ||||
| 女子雙人10米台 | 第一輪 | 第二輪 | 第三輪 | 第四輪 | 第五輪 | 359.52分 | 第一名 |
| 57.00分 | 56.40分 | 81.00分 | 78.72分 | 86.40分 | |||
獲獎記錄
| 個人榮譽 |
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| 雙人比賽 |
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社會評價
劉蕙瑕是善於與搭檔配對的雙人項目好手 。 （網易評）
劉蕙瑕是湖北省備戰2016年裡約熱內盧奧運會的運動員中最具實力的運動員，也最有希望為湖北省延續“奧運屆屆見金”的輝煌 。 （湖北日報評）
所獲榮譽
2018年9月21日，跳水世界冠軍劉蕙瑕榮獲第七屆世界軍人運動會地方志願者形象大使。
