毕业于日本士官学校。回国后历任湖南、江南(今南京)、镇江等军营教习、管带等职,在军界颇有声望。袁大化巡抚新疆,招募将才。1911年10月22日,刘先俊一行抵迪化(今乌鲁木齐)。袁大化认为刘是留日学生,又是湖南人,路经陕西等地,疑其与各地革命党人有联系,仅委任他为新疆督练公所教练官,不给军权。他拒绝任职,袁又以金钱收买,也遭拒绝。刘请给驿马东归,袁怕他沿途煽动革命,拒不拨给驿马,使刘等滞留迪化。当内地各省纷纷响应武昌起义时,他劝袁拥护共和,宣布新疆独立。袁叫嚣敢有暴动的是乱民,杀无赦。刘先俊隐居在迪化观音阁内,联络各界志士,筹划起义。他首先取得哥老会首领刘海江等人支持,联络候补官吏,运动马队与巡防营,策动袁大化卫队作内应,运动学界与商界,筹措活动经费5000多两,制造旗帜兵器,储蓄粮食,设立起义领导机关,分为攻击部,防卫部和机要部。攻击部又分为九路。还派人各自负责银行、街道、教堂、洋行等处的防卫。1911年12月28日,叛徒符西垣、张嗣业、熊鹤年等向袁大化自首,交出起义骨干人员名单。当天上午10时,陈守堂等被捕杀。刘先俊等被迫于当日夜九时举义,原允为内应的马队、卫队、巡警反水,使民军处处失利,仅有巡防营起兵响应。袁大化派新军重重包围了巡防营。刘先俊见大势已去,劝喻少良等人突围出城,逃往伊犁报信,自己率一部分人掩护突围。任务完成后,从巡防营退守刘猛将军祠后院,12月29日晨被袁大化捕杀。