刘小龙自小身体虚弱,父母为了让他锻炼身体,决定在他7岁时送他到市体校学习羽毛球。因为左撇子的特点,小龙受到教练的重视,而他打球的目的,也渐渐从锻炼身体转变为争取好成绩。
1999年,福建省队为培养新人,破格从市体校直接招收小球员,刘小龙也因此被征召。可是,由于自小体弱多病,体能较差,教练遂安排他改练双打。2005年,他便在全国青年赛中取得佳绩,并引起了国家队教练注意。
2006年6月,刘小龙被选进国家二队,并在同年的世界青年羽毛球锦标赛,分别联同李田和廖婧梅,赢得男子双打和混合双打两项亚军。至2008年初,他再被提升至一队,次年4月便曾联同柴飙参加在水原市举行的亚洲羽毛球锦标赛,赢得男子双打季军;其后更被派参加海德拉巴举行的世界羽毛球锦标赛。其后,刘小龙被教练安排改与邱子瀚搭档。2013年5月27日苏迪曼杯五连冠之后,男双新锐刘小龙成功晋升世界冠军,成为中国羽毛球队总教练李永波麾下的世界冠军俱乐部的第74名成员。
2017年6月26日,刘小龙在微博上宣布退役。
2017年9月3日,第十三届全运会羽毛球男团决赛中,福建2:3负于北京,获得亚军。第四场比赛中,福建队的刘小龙/刘成2:0战胜北京队的于小渝/戚双双