男，1934年5月15日出生于湖南汨罗，汉族。1956年7 大学毕业后，赴莫斯科大学留学（1961-1962年）和在美国亚利桑那大学做高访学者（1981-1982年）。1964年后曾任中国科学院地理研究所水文室副主任、主任，1986年聘为研究员。1995年当选为中国科学院院士。
刘昌明长期从事水文、水资源等方面研究，是我国地理水文研究领域的倡导者与开拓者，他发展了地学方向的水文学和水资源研究，在水循环、产汇流模式、水文试验、农业水文、森林水文、生态与环境水文、气候变化与人类活动对水文水资源影响等方面多有建树。将水文学的地球物理、工程方向与农田水利等学科相结合，在水文与水资源研究中开拓创新，有系统性的贡献。解决了缺少资料地区小流域暴雨洪水计算难题，有突出创新；在南水北调环境影响的研究中，发展了地理系统分析，建立了模型；在水文过程、水量转化及调控研究中提出的多水转化，深化了水循环理论。提倡的雨水资源化具有概念上的革新。承担多个向国家咨询的重大咨询研究，包括“两院”关于全国、西北、东北、黄河、长江等水问题以及生态和环境保护等重大项目。至2004年已发表著作360余篇、本，获国家级、《院（省、部）级科技成果奖12次：其主持完成的“小流域暴雨径流计算”被西北地区铁路新线设计推广应用，获1978年全国科学大会奖，“黄淮海平原中低产地区综合治理综合发展的研究”获1988年国家科技进步二等奖；“四水转化与农业水文的研究”与“水资源在国土整治中的地位与作用“获1989年中科院科学进步二等奖，等等。
过去和现在任职情况：中国科学院石家庄农业现代化研究所所长（1992-2002年），北京师范大学资源与环境学院院长（1997-2003年），中国地理学会副理事长（1997-2004年）。现任中国科学院水问题联合研究中心主任，北京师范大学环境学院水科学研究院院长，中国环境科学学会副理事长，国际地理联合会（IGU）副主席，全球水系统计划（GWSP）科学指导委员会委员，综合地球水循环观测计划科学咨询组成员，并任《地理学报》与《中国生态农业学报》主编、英国“水文过程”国际杂志Hydrological Processes（SCI）杂志与“水资源开发”International Journal of Water Resources Development（EI）杂志国际编委,美国“Water International（SCI）”杂志评委。从1978年开始至今，已培养博士、硕士研究生70名，多次被中国科学院评为优秀导师。
主要工作经历和国外进修情况：
1959年在北京大学讲授《陆地水文学》。
1960年留苏，在莫斯科大学水文教研室与实验室作研究生进修。
1981年赴美国亚利桑纳水文水资源系与爱克伦大学访问。
1996年－1997年任日本千叶大学客座教授。
1964年至1992年在中国科学院地理研究所工作。
1984年被评为国家首批有突出贡献的中青年专。
1990年被批准为博士生导师，获政府特殊津贴，任地理学会副理事长、水文专业委员会主任，IAHS国际水文科协国家委员会副主席。
1995年至1997年任国际雨水集流协会副主席、国际地理联合会水文对全球变化响应研究会主席。1997年至今任IGBP/BAHC中国国家工作委员会主席。
1998年至2001年任IGBP/BAHC国际指导委员会委员。
2000年任国际地理联合会IGU副主席，中国水利学会水文、水资源两个专业委员会委员。英国Hydrological Processes 杂志国际编委，中国地理学报主编，中国生态农业学报主编。国家973项目（G19990436）首席科学家。
共发表论文专著180余种，获国家和中科院及省部级奖励12次。