1932年7月20日,出生于辽宁省开源县。
1956年加入中国共产党,同年毕业于东北工学院(现东北大学)采矿专业,分配到中国科学院长沙矿冶研究所(今冶金部长沙矿冶研究院)从事科研工作。
1957年作为中国科学院第一批公派进修生到波兰科学院岩石力学研究所学习。他勤奋钻研,刻苦求知,敢于提出独特见解,很快由进修生转为研究生,开始从弹性力学角度研究岩层地表移动理论。通过对波兰几十个矿山的实地考察和对大量数据资料进行计算分析,把随机介质理论应用到倾斜煤层的开采实践,从而将波兰教授解决开采水平煤层的理论研究提高到一个新水平。
1961年底,他的两篇用英文写作研究地表移动规律的论文《随机介质理论在开采倾斜煤层地表移动中的应用》、《地表移动的时间规律》,在波兰科学院院报连续发表,引起很大反响。
1962年获波兰科拉克夫矿冶大学技术科学博士学位。
1962年回国后,历任长沙矿冶研究院助工、研究室主任、工程师、副院长、教授级高级工程师、博士生导师,还是湖南省科协副主席,中南工业大学、东北大学、中国矿业大学教授,中国岩石力学与工程学会副理事长。
1965年,《煤矿地表移动的基本规律》出版,中国各地煤矿从此摒弃了苏联人的旧方法,转而广泛应用这种随机介质理论进行地下采煤,他因此成为与沉陷打交道最著名的科学家。
1965年10月,刘宝琛第一次参加在德国召开的国际岩石力学会议,用德文宣读了论文,把随机介质理论介绍给世界学术界,得到好评。60年代后期以来,他主持了国家重点开采的许多项目,均获成功,创造了巨大的经济效益,并把随机介质理论推广应用于铁矿、金矿、磷矿的开采,美国、澳大利亚等国也采用了他的理论。
1994年当选为波兰科学院外籍院士。
1997年当选为中国工程院能源与矿业工程学部院士。