早年经历
曾创建北京国梁乒球俱乐部，并担任过陕西银河国梁俱乐部，陕西至善栋梁俱乐部（西北惟一拥有全国女子乒乓球甲A联赛参赛资格的职业俱乐部）主教练。
2002年前后，在陕西银河俱乐部任教练时带出了郝帅和马龙两位新秀。
2006年至2009年任新加坡乒乓球队主教练。
2000年，刘国栋有了自己人生新的目标。他想组建一个乒乓球俱乐部。此举得到了父母和弟弟的全力支持。俱乐部使用了弟弟的名字，他也第一次开口向弟弟借了启动资金。经过五年艰苦努力，俱乐部三易合作伙伴，创业的足迹从南走到北，直到2003年落户西安，组建陕西银河国梁俱乐部。三年时间里，他作为主教练率队完成了从04年的冲超成功、到05年乒超季军、再到06年的冠军的三次飞跃！
带队取得如此显赫的战绩，刘国栋的执教水平可见一斑。同时五年来，他除了狠抓训练、严格管理外，还在联赛休战期间自费随国家队观摩卡塔尔世乒赛、雅典奥运会、上海世乒赛等，在国家队取经，掌握更高水平的训练和队伍管理经验，是他为自己做的更深层的积累。
职业生涯
2006年1月，应新加坡乒协的邀请，在新加坡乒总会长朱为强的陪同下，刘国栋从北京飞往新加坡，开始了任期三年的执教生涯。“我到新加坡两年多，当初去执教，也希望能干出一番事业，体现自己的价值。”刘国栋如此表述自己2006年的选择。刘国栋在15日的女团半决赛结束后告诉记者：“当初决定前往新加坡，就是为了要证明自己。”临走时，他还丢给弟弟一句话：“我要把新加坡队带成中国队最强的竞争对手。”
既是中国乒超俱乐部主教练，又是另一个国家的国家队主教练，在中国乒乓球界，刘国栋开创了先河。新加坡为他提供了将能让他证明自己价值的国际赛场，而同时他又将为新加坡打开中国乒超联赛的大门，这样做的最终结果是获得双赢！
不过，刘国栋也坦言，尽管还没有上任，但也感觉到了有很大的压力。新加坡男队与世界强队水平相差很多，必须要挖掘出他们的潜力，这不仅仅是技术上的，而是多方面，包括心理素质、精神状态、打球意识等等。
2005年11月初，刘国栋曾首次在新加坡生活了8天。他说自己非常喜欢那里，不论是环境还是天气都很适应。原本太太也要一同前来，但考虑到要全力备战3月份的共和联邦运动会，这段时间要与队员们同吃同住，进行交流，所以团聚的时间就只能拖后了。
新加坡队最近一次获得奥运会奖牌还要追溯到48年前，在1960年罗马奥运会上，新加坡队获得一枚举重项目的银牌。此次新加坡女乒闯入北京奥运会乒乓球女团决赛，引起了新加坡全国上下对乒乓球的疯狂，新加坡总理李显龙特别将原定于17日晚的国庆群众大会英语演讲推迟到18日晚进行，以便新加坡人收看比赛实况。新加坡队头号主力李佳薇也用“非常开心”来形容自己的心情。她说：“中国队是最强大的，我们击败了除中国队之外的其他队伍，这就算圆满完成了任务。我对这个结果很满意，我现在非常开心。”
个人生活
刘国栋这个名字开始被中国人所熟悉，一个原因是他在2006年出任了新加坡乒乓球女队的教练，并很快使新加坡队成为中国女乒的竞争对手；另一个原因，则是他有一个实在太有名气的弟弟——前奥运会乒乓球冠军、现中国乒乓球队男队主教练刘国梁。因此，当人们介绍刘国栋时，总忘不了加一句，他是刘国梁的哥哥。刘国梁和刘国栋差三岁，哥哥刘国栋开始打球的时候，刘国梁还只能跟在哥哥屁股后面捡捡球，后来两兄弟一起打球了，刘国梁却比哥哥越来越显出不凡的天赋。刘国栋还在不同俱乐部寻找出路时，刘国梁已经是国家队倚重的未来人才。
1994年，刘国梁作为球员在国家队已经站稳了脚跟，刘国栋这时也来到了国家队，但身份是中国女队的陪练。其中一个私心，也是为了能方便照顾弟弟。在刘国梁最彷徨最毛躁的阶段，正是刘国栋陪在身边时刻提醒他，才使他迎来了辉煌。1996年奥运会前刘国栋为了弟弟的状态和刘国梁大吵了一架，弟弟有些听不进哥哥的话，两个人都上了火，哥哥把刘国梁边上孔令辉的床给踹出了窟窿，边上的灯都坏了。但正是刘国栋那一踹，把刘国梁的奥运潜力彻底惊醒。在那时，有人就开始使用那个前缀：他是刘国梁的哥哥。看着弟弟越来越成熟，2000年刘国栋总算组建了自己的俱乐部，弟弟为哥哥的新事业出钱出力。
由于机遇和天赋的不同，同样勤奋的刘国栋作为球员取得的成就，不如弟弟辉煌。然而，作为教练，刘国栋表现出了并不逊色于弟弟的水平。2002年前后，刘国栋在执教陕西银河俱乐部期间，一手调教出了马龙、郝帅两名新秀。如今，这两名球员已经成为中国男乒新一代球员中的佼佼者。之后，刘国栋以学员的身份，进入了中国男乒的教练组，这时，弟弟刘国梁已经是中国男乒的主教练了。
2003年6月，刘国梁在种种非议下成为男乒主帅，这时候站出来力挺刘国梁的，就是刘国栋，“中国男乒在巴黎世乒赛上的成绩并不理想，反映了世界乒坛男单项目高手云集的现实，刘国梁的压力更大，担子更重了。国梁现在最需要做的就是重塑中国男队的信心，找回那种舍我其谁的霸气。”
