刘玄才智平庸，性格懦弱。他一朝为帝，便沉湎于宫廷生活，即位后将政事都委托于自己的岳父赵萌，放任其专权。赤眉军进逼长安时，刘玄杀害申屠建、陈牧、成丹等起义军重要将领。更始三年（25年）九月，赤眉军攻入长安，刘玄单骑逃走。十月，投降赤眉，将玺绶送给赤眉拥立的皇帝刘盆子，自己被封为畏威侯，不久改封为长沙王。赤眉将张昂为绝后患，十二月，派人将其缢死。刘秀即位后，封其为淮阳王，将其葬于霸陵（今陕西长安县东），谥号淮阳武顺王。