刘炟生于建武中元二年(公元57年)，是汉明帝刘庄的第五个儿子，生母是贾贵人。永平三年(公元60年)二月十九日，刘炟被立为皇太子，时年三岁。刘炟年少宽容，爱好儒术，很受父亲汉明帝的器重。永平十八年(公元75年)八月初六日，汉明帝去世，刘炟即皇帝位，时年十九岁，是为汉章帝，尊嫡母皇后马氏(明德皇后)为皇太后。同年八月十六日，葬汉明帝于显节陵。十月初二日，大赦天下。
章和二年(公元88年)二月三十日，刘炟在章德前殿去世，时年三十一岁，谥号孝章皇帝，庙号肃宗。遗诏不起寝庙，一概依照安葬汉明帝的制度。同年三月十八日，刘炟被安葬于敬陵(今河南洛阳东南)。
政宽刑疏：史称，刘炟忠厚仁义，笃于亲系，其政令刑罚的确也是比较宽疏。譬如，依东汉制度，官员贪污要禁锢三世，即三代人都不准为官。刘炟废除这项制度。但是，刘炟对官员和贵族的赏赐，往往超过规定的限额，从而造成国家财政的困难，却把这些负担都转嫁到百姓头上。可见，刘炟之宽疏，并非完全建立在制度原则之上。
刘炟的一些政令刑罚，有时也并非建立在事实基础上，而是建立在灾祥谶纬之学上。建初元年(公元76年)，兖、豫、徐等州发生严重的旱灾，赤地千里，饥民遍野。刘炟一方面调集国库粮食紧急救援饥饿中的百姓;一方面召集大臣商讨解决办法，按照当时人们流行的看法，水旱荒年是由于阴阳失调，而阴阳失调又与政事有关。司徒鲍昱痛陈时弊：“前几年治楚王刘英狱，抓人成百上千。这些人并不是都有罪，受牵连而坐狱的人恐怕有一半是冤枉的。那些判处徒刑的人远离家乡、骨肉分离，死了灵魂也不得安息。这就致使阴阳失调、水旱成灾。现在不如赦免这些刑徒，解除监禁，让其回家和亲人团聚，这样也许能致和气，使天降甘露、解除旱情，免除黎民百姓的痛苦。”尚书陈宠也上疏说：“治理国家大事就如调整琴瑟的弦一样，弦调得太紧就会崩断，刑罚太严也会激起人民的不满。建议陛下进一步宽缓刑罚。”刘炟听从他们的建议，大赦天下，宽缓刑罚。
禁除酷刑：刘炟在位期间，行宽厚之政，废除了以往一人犯谋逆等大罪，亲属皆受牵连的法令，改命罪人减刑迁到边境地区。批准尚书陈宠之议，除刑罚残酷的条文五十余条。禁盐、铁私煮、私铸。
注重选拔官吏，以得廉能之吏为政治清明的保证。打击豪强地主兼并土地，采取优惠政策募民垦荒，鼓励人口增殖，减轻徭役赋税。
提倡儒学：建初八年(公元83年)，选高材生受学《左氏春秋》、《谷梁春秋》、《古文尚书》、《毛诗》。因经学家多分歧，集中诸卿、博士等于白虎观，讲议五经同异，并命班固将讨论结果整理成书，名为《白虎通德论》(又称《白虎通议》、《白虎通》)，这部书，系统地吸收了阴阳五行和谶纬之学，形成今文经学派的主要论点，是继董仲舒以来儒家神秘主义哲学的进一步发展。
改革历法，始用李梵等所作的《四分历》。
维护丝路：汉明帝时，班超奉命出使西域，使西域诸部归服，中央政府在该地建立都护府。不过，该地仍是不断发生战乱，局势颇不平静。刘炟即位之初，边关再起纷乱，焉耆、龟兹、车师等联合北匈奴，攻打中央政府的军政驻地，形势颇为吃紧。汉章帝刘炟召群臣商议对策，众人皆欲暂缓，惟有司徒鲍显，力主马上增援。刘炟采纳鲍显的意见，派兵西进，解救了边关危机。
不过，对于是否继续经营西域，刘炟是举棋不定，大臣们也有争论。由于确实存在人力和物力上的困难，刘炟最终还是放弃了西域，诏令滞留西域的汉朝人员回国。
这时，班超住在疏勒国，也接到撤退的诏书，他收拾行装，备好马匹，准备返回久别的祖国。在西域生活多年，他有些依依不舍，西域人民也爱戴和尊敬他。听说班超要回国，疏勒国人民惊惶不安，因为班超对付匈奴有办法，班超一走，又要永无宁日了。疏勒都尉抽出长刀，满面流泪，对天长叹道：“汉朝使节弃我而去，我国必为匈奴所灭。与其后日死亡，不如今日魂随汉使，送其尔归!”说罢，即引刀自刎。
班超虽然也难舍难分，但王命在身，只好拨转东行。不久，到了于阗国，于阗人民拦道迎接班超，听说他要东归，都失声痛哭，就近的人们伏地抱着班超坐骑的马腿，不让他离开。班超无奈，只好留下来，同时上书刘炟，请求他留屯西域。刘炟同意了班超的请求。
班超在西域团结各族人民，有效地遏止了北匈奴的侵扰。西域各国除龟兹外，都愿意臣服大汉。建初六年(公元81年)，班超在疏勒上书汉章帝，请求派兵支援，降服龟兹，实现“断匈奴右臂”的战略意图。刘炟支持了班超的计划，征集吏士前往。
斯时，有平陵人徐干自告奋勇到朝中上书，愿意立功异域。刘炟大喜，立即命令他为假司马，率领一千多人组成的远征军，西去驰援班超。在西域诸国中，乌孙最为强大，班超又请求汉章帝刘炟遣使慰问乌孙国王，刘炟同意派遣使臣前往乌孙。
乌孙国王非常高兴。建初八年(公元83年)，乌孙派遣使者回访汉朝，表示友好。在西域，汉朝得到这样一个大国的支持，刘炟觉得非常称意。于是，他提升班超为将兵长史，授予他代表东汉政府在西域行事的权力。
由于同汉朝中央政府保持密切的联系，特别是由于乌孙的内附，使班超在西域的威望大增。西域诸国都愿意接受班超的节制，这样，就为以后的东汉政府再次打通同西域的密切交往铺平道路
刘炟即位后，励精图治，注重农桑，兴修水利，减轻徭役，衣食朴素，实行“与民休息”，并且“好儒术”，使得东汉的经济文化得到很大的发展。此时，思想活跃，政治清明，经济繁荣。
刘炟还两度派班超出使西域，使得西域地区重新称藩于汉。因为明、章两代，大体承继光武帝之施政方针，使文治武功都有很大的成就，故史称“明章之治”。
但由于过分抬高儒教，致使一些官员求虚丢实，开始腐败。而且刘炟过于放纵外戚，导致汉和帝时期外戚专权，种下日后外戚专权和宦官专政的远因。
总之，刘炟仍然是东汉早期数得着的一代明君。
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