乾隆一朝，劉統勳是少有的能臣，其重要性相當於雍正朝的張廷玉。他爲人剛正廉潔，辦事眼光深遠，吏治練達而公正無私，深受時人的讚許。乾隆曾評價他：“統勳練達端方，秉公持正，朝臣罕有其比，故凡審決大獄，督辦大工程，悉命統勳前往蒞事，無不治者。”
劉統勳少年得志，25歲中進士，在雍正朝是個名不見經傳的小人物，主要從事的是文書工作。乾隆即位後，認爲劉統勳有辦事能力，屢屢擢拔，乾隆元年爲內閣學士，二年爲刑部侍郎，六年爲左都御史，其後歷任刑部尚書、工部尚書、吏部尚書、大學士、軍機大臣是一個名副其實的“火箭幹部”。
乾隆六年，左都御史劉統勳上奏“議論”張廷玉，認爲張氏家族培植黨羽有“滿招損”的可能，應該自我抑制。又認爲，作爲宰輔培養的訥親在個性上有弱點，請求皇帝加以訓示，使之能夠省改。注意的是，劉統勳這次上奏並非是彈劾張廷玉和訥親，目的是要朝廷依靠御史制度監督考察吏治，雖然乾隆當時並不想動張廷玉，但對劉統勳的這個上奏還是十分滿意的。
此後，劉統勳深受乾隆賞識，幾次被派往外地督辦漕運、河工，取得了顯著的政績。乾隆十九年，清軍征剿準噶爾部，劉統勳被調往巴里坤負責轉運糧草。但因朝廷此次發兵倉促，無法供應大軍的糧草問題，清軍大部不得不從伊犁撤回。不巧的是，準噶爾酋長阿睦撒納趁機發動叛亂，重新奪回伊犁。
劉統勳因爲對前方戰事不瞭解，給正在氣頭上的乾隆帝上了一道奏疏，建議軍隊應全部撤出伊犁，以避免更大的損失。這道奏疏無疑是火上澆油，乾隆不分青紅皁白把劉統勳逮捕治罪，家屬入獄連家產也被查抄。事實證明，乾隆此舉完全是頭腦發昏所致，清醒後又將劉統勳官復原職，無罪開釋。
乾隆二十一年，劉統勳被派往治河工地，主持完成了加高堤壩的工程。此時的劉統勳已是年僅花甲之人，他事必躬親，親臨治河工地，風餐露宿，順利完成朝廷交給他的任務。
在很長一段時間內，劉統勳經常被派往外地督辦工程，還多次奉命出京，審理貪污大案，如雲貴總督恆文勒索屬下案、山東巡撫蔣洲挪用庫銀案、江西巡撫阿思哈受賄案等。劉統勳因政績突出，於乾隆二十四年被授予協辦大學士，兩年後晉升大學士。
按清制，首席軍機大臣基本上都是滿人，可自乾隆三十五年(1770年)傅恆去世後，首席軍機大臣之職一時無適合的滿人人選，這讓劉統勳有了機會填補這個空缺。從乾隆的用人手法來看，他一向偏愛年輕人，顯然，這時的劉統勳並不年輕，這也說明乾隆只是讓他暫代首席宰相一職而已，等到有了合適的人選，還是要恢復滿正漢副的局面的。
果然，不久後兩江總督尹繼善被提撥爲首席軍機大臣，劉統勳退而求其次擢升爲內閣首輔。不過，尹繼善上任不到一年便去世了，乾隆又將劉統勳擢爲首席軍機大臣。
在劉統勳當宰相的兩年多時間內，雖然一向直言，但在某些事情上並不當場態。他既不會沉默不言，也儘量不直接反駁乾隆。一次，乾隆同劉統勳談到各省州縣多有虧空的問題，說經過三天的考慮，打算將虧空地區的州縣官吏一律罷免，而以文祕翻譯代替這些官員，並讓他對此事立即表態。
劉統勳認爲這種做法不甚妥當，但他也沒有立即反對，而是說：“聖上聰思至三日，臣昏耄，誠不敢立即回答，容退而熟審之。”第二天，劉統勳上朝說：“州縣治百姓者也，當使身爲百姓者爲之。”他的話還沒說完，乾隆就表示收回自己昨天的意見。
乾隆三十八年十一月十六日，已經忙碌了一天的劉統勳奉命入宮議事。到了東華門轎伕打開轎簾時，發現劉統勳已經昏迷，乾隆聞訊立刻派出御醫搶救，但劉統勳還是充忙地走了。劉統勳之死對乾隆來說猶如失去國之棟樑，其悲痛不難想象。
劉統勳治喪時，乾隆親臨現場，見到他家中十分寒酸，其狀很符合儒家道德標準的宰相，也堪稱楷模。乾隆爲此下旨說：“統勳神敏剛勁，終身不失其正”，並賜諡號“文正”，這是皇帝給予臣工最高的稱號。不久，乾隆又下令準劉統勳入祀賢良祠，圓了君臣之義。
