1857年，咸丰七年时年20岁的刘永福加入天地会，在天地会首领吴凌云的部属郑三手下任先锋。1863年，吴凌云已牺牲，余部由刘永福等人率领，转移至广西靖西、那坡一带活动。1866年，刘永福带领余部200多人同另支起义军首领吴鲲汇合，经刘永福过扩充整编，组建一个旗，刘永福被任为旗头。由于刘永福“胆艺过人，重信爱士”，深得部下爱戴和拥护，不久便成为吴鲲农民军中坐第三把交椅的“三哥头”。刘永福着手操使士兵，整肃纪律，选择人才，统一军令。当时他扎营于归顺州（今靖西）安德圩的北帝庙，看见北帝庙神像旁边的周公像手执着一面绘有“北斗七星”图案，镶有狗牙白边的黑色三角旗，就仿造黑旗作为自己队伍的旗帜。从此以后，这支队伍就举黑旗作战，称为黑旗军。
1873年——1882年，法国进攻越北，直窥我国云南。刘永福率黑旗军接连痛击法军。越南国王晋升刘永福为三宣提督，一等男爵。
1884年中法战争爆发。8月，清政府正式对法宣战以后，收编了黑旗军，授予刘永福记名提督。1885年，清政府为了逼刘永福率部回国，一个月内就连下九次上谕，采取胁迫利诱，恩威兼施的手法，赐予刘永福“依博德恩巴图鲁”和“三代一品封典”的荣誉。1885年8月，刘永福被迫率领黑旗军从越南保胜启程入云南省文山县南溪，清政府下令将黑旗军裁减大半，只留1200人。1886年4月，任刘永福为南澳镇总兵。此后，黑旗兵又被历年裁撤，最后只剩300余人。1886年春清政府委任刘永福为闽粤南澳镇总兵。1887年 5月，调署碣石镇总兵。
1894年7月，中日甲午战争爆发。清政府命刘永福赴台帮巡抚邵友濂办理防务。8月，刘永福率黑旗军赴台北，后又奉命驻守台南，并先后在潮汕、台湾等地招募新兵，将黑旗军扩充至八营，决心为保卫台湾血战到底。经过一年多的浴血奋战，黑旗军在孤立无援的状态下几乎全军覆没，刘永福含恨离开台湾。
1911年7月，在王和顺等介绍下参加了孙中山领导的同盟会。10月10刘永福墓日，辛亥革命在武昌爆发，刘永福不顾年迈体弱，与留粤的革命党人联络活动，积极响应革命，10月30日赴港。11月9日广东宣告独立，11月14日返穗，应广东都督胡汉民之请，出任广东省民团总长，节制广州十数万民军。刘永福就任后，尽自己最大的努力，整理营伍，发布通告，分兵巡守，维护社会秩序，为巩固新生的革命政权作出了重大贡献。越两月，全省革命秩序大体安定后，永福即请辞去民团总长职务，告老返乡，住在钦州三宣堂。