刘伯温先人居丰沛(今江苏沛县)，这之前的情况，因无文字材料可考，只是“凭口传”（见《刘氏年谱》）。十世祖刘绍能在《宋史》中有传，“刘绍能，字及之，保安军人，世为诸族巡检”（《宋史·刘绍能传》、《和众辅国功臣太保护国镇安保静军节度使刘光世故曾祖绍能可特追封鲁国公制》）。刘绍能之父刘怀忠（刘基十一世祖）为“内殿崇班”、“閤门祗侯”“保安军北番官巡检”（《宋史·刘绍能传》）。刘光世之祖父为刘永年（《故祖永年可特追封越国公制》），“故祖某少以勇闻，怀韬略之秘，晚为名将，有疆场之功”（张嵲：《紫微集》卷十四）。刘光世之父为延庆（《故父延庆可特追封楚国公制》张嵲：《紫微集》卷十四），曾任相州观察使、龙神卫都指挥使、鄜延路总管、泰宁军节度观察留后、保信军节度使、马军副都指挥使（《宋史·刘延庆传》）。延庆为刘基之八世祖，后徙鄜延(今陕西志丹县)，北宋时任宣抚都统少保。延庆是一位武将，其子光世，承父业，因镇压方腊起义有功，授兵马总管。金人入侵部兵随高宗赵构南渡，累官至开府仪同三司，录尚书事，进少师、杨国公，谥武僖，追封鄜王，家居临安(今杭州)，这是刘家最显贵最为风光的时期。光世子尧仁不愿为官，为避乱世，隐居于浙江处州（今丽水）竹洲(今丽水市莲都区太平乡)，家道始衰。因丽水系下温州、入福建的必经要道，南宋末年南侵之蒙古兵也曾到过丽水，尧仁子集，为安全计，乃迁居青田深山老林中之武阳村，由世代尚武而转为书香修文。集之子濠，字浚登，任宋翰林掌书，刘氏虽不是豪门却成了南田山中颇有名望的家族。

        宋亡，濠乃遁归乡里，仍以南宋遗民自居，奉宋正朔。濠乐于施舍，“每淫雨积雪，登高而望，里中有不举火者，即分廪赈之。”(张时彻：《诚意伯刘公神道碑铭》)适逢林融起事，反元复宋，事败，为元所擒，押送至京，世祖忽必烈为缓和宋之遗民的反抗，赦之未杀。林融返回浙南崇山峻岭间的牙阳四溪，复聚其众，又起而反元，惨遭镇压。然元廷不甘罢休，遣使来浙，携万余人名册，捕杀未获之参与起事者，以图一网打尽。当使者夜经武阳村，逢大雪，沽酒暖身。卖酒的村民赶到刘濠家，告知其事。心存大宋的刘濠立即前往拜会使者，得悉欲捕杀随林融起事侥幸脱逃者多达万余人，顿生帮助这些未被擒获者逃生之念。随祖父而来的仅十岁的孙子刘爚，悄悄向祖父提出了营救之策。刘濠从其计，特地将使者请到自己家中，备上丰盛的酒菜，殷切款待。当使者被灌得酩酊大醉时，刘濠将他扶上小楼休息，待其酣睡之际，濠从使者行囊中拿出名册，录下众人皆知晓的起事者之“渠魁”二百多人，遂纵火烧屋。火起，刘濠扶着使者仓皇赤足逃出。使者焦急万分怨恨地说，名册烧毁，我拿什么东西向朝廷报告呢?死罪难逃。刘濠开导他说：我家不幸失火，惊吓了你，我当死罪。他安慰使者道，这是上苍的意思，因为记录在册的人是冤枉的，这难道不是老天有眼，想让他们活下去吗?好在我有关系很密切的亲戚在四溪，这就派人去重新列出犯罪者的名册，往返只须四天。使者说，真是幸运，只要有名单上一半人也就可以应付过去了。于是刘濠将事先偷录下的二百余“渠魁”的名单交给了使者，“猝捕得二百人，余幸脱去”(查继佐；《罪惟录·刘基传》)。

        
        濠子庭槐，字尚德，即刘基祖父，曾任元太学上舍，封永嘉公。庭槐子名爚，字如晦，基之父，曾做过今浙江省遂昌县教谕，有田产，一家过着温饱有余的生活。