Ông tên thật là Lưu Quang Lũy, quê Đà Nẵng. Sinh ra trong gia đình có truyền thống về thơ văn (anh trai là nhà thơ Lưu Quang Thuận và cháu ruột là nhà thơ-nhà viết kịch Lưu Quang Vũ), Lưu Trùng Dương sớm bộc lộ năng khiếu văn chương.
Năm 1940, Lưu Trùng Dương ra Hà Nội, theo học trường Bưởi rồi tham gia hoạt động cách mạng. Ông đã xuất bản hơn 40 tác phẩm, đa số là các tập thơ, như “Tập thơ những người lính”, “Những người đáng yêu nhất”, “Nỗi nhớ màu xanh”…
Nhiều bài thơ của ông được đưa vào sách giáo khoa, được dịch ra tiếng nước ngoài.