刘长春是辽宁人，从小爱好体育。上小学时以100米11秒8和400米59秒的成绩，创造了大连小学生中、短跑最新纪录。由于家庭生活拮据，仅读一年中学，便进一家玻璃厂当画工。由于他体育天分高，短跑成绩优秀，1927年12月，东北大学体育部部长孙庆博让他入东北大学体育系学习。从此，他和体育事业相伴终生。

　　1932年，张学良将军共出资1600美元，派他代表中国首次正式参加第十届奥运会，成为中国参加世界级运动会的第一人。邮轮经过神户时，邮轮邮报员送来一封电报，是日本体协致满洲国参加奥运代表选手一路顺风大获胜利的电文，刘长春生气地回答：“船上没有满洲国的代表。”并将电报退还。经过21天海上行程，邮轮在7月29日抵达洛杉矶，受到筹备会人员及侨胞的热烈欢迎。

　　论实力，他已具备了世界水平，但由于25天的长途跋涉，他的体力和运动能力都下降了很多，到达洛杉矶的第三天即参加100米预赛，仅以11秒1的成绩名列小组第五名，未能进入下一轮比赛。在200米比赛中，他跑出了22秒1的好成绩，发挥了自己的水平，但仅获小组第四名，也未能进入复赛。比赛结束后，刘长春因路费不够，而无法回国，后来是在当地华侨的捐助下，才回到了祖国。

　　1933年在旧中国第5届全国运动会上，刘长春以10秒7和22秒的成绩再创100米、200米两项全国纪录，并获冠军。其中10秒7的100米纪录保持长达25年之久，直到1958年才被解放军运动员梁建勋打破。

　　1936年，刘长春第二次代表中国，参加第11届奥运会，同样由于28天的海浪颠簸，体力消耗较大，而未能取得好的成绩。

　　解放后，他长期担任大连工学院，也就是现在的大连理工大学的教授，现在，校园内仍有刘长春的铜像。

　　1983年，刘长春逝世，终年74岁。国际奥委会主席罗格为电影《一个人的奥林匹克》题写英文片名。