Лю Чжаосюань родился в уезде Люян провинции Хунань. Он получил степень бакалавра в Национальном тайваньском университете в 1965 году, степень магистра в Шербрукском университете в 1968 году и докторскую степень в университете Торонто в 1971 году.
Лю впоследствии служил министром транспорта с 1993 по 1996 год, затем находился на посту вице-премьера с 1997 по 2000 годы. Он стал президентом тайваньского Сучжоуского университета в 2004 году. В апреле 2008 года, президент Ма Инцзю попросил его занять пост премьер-министра Китайской республики. Он принял пост и его премьерство началось с 20 мая 2008 года. 7 сентября 2009 года Лю Чжаосюань подал в отставку, приняв на себя ответственность за ошибки правительства, которые привели к большому числу жертв во время тайфуна «Моракот».
Лю является писателем, он — автор ряда произведений в жанре «Уся»