運動生涯
2005年，年僅18歲的他前往荷蘭的格羅甯根俱樂部參加試訓，雖然最後沒有被該隊買入，可是該隊時任主教練在其結束試訓後仍然給予了很高的評價。2009年7月入選高洪波率領的國家隊。
年少成名的劉建業職業生涯并非一帆風順。2008賽季，他曾被長沙金德俱樂部勒令離隊，理由是他在訓練和比賽中态度出現問題，“開始耍大牌”。不過，據了解，這次沖突的誘因，卻是待遇問題，相對于其他俱樂部而言，當時金德隊給劉建業的待遇确實比較低，而球員本人在提出要求後，才引發了金德高層的不滿，随後便遭到整風。
2009賽季劉建業再次回到了球隊的主力陣容中。被球迷評價為兢兢業業、勤勤懇懇踢球的他，成為本賽季金德隊中雷打不動的右後衛。不知疲倦的奔跑加上一腳出色的遠射功夫，他已經是球隊中不可或缺的一份子。
尋找右後衛，這是高洪波在本次集訓前不止一次提到的。随着中吉之戰的結束，尋找也有了結果：劉建業以新人身份成為兩場比賽中為數不多全勤的球員，這本身就是高洪波對他的一種肯定。“劉建業可以是本期一大發現，他在這個位置上攻防俱佳，踢得遊刃有餘。”在高洪波看來，如果正常發展下去，劉建業有可能成為未來後防線上的中堅。
作為北京奧運會的适齡球員，劉建業曾經入選過國奧集訓隊，隻不過在那期廣州集訓中并沒有給杜伊留下特别的印象，之後就再也沒有出現在杜伊的面前，現在能夠實現高二期比賽的全勤對劉建業而言算是不小的鼓勵了。過去的兩個賽季中，劉建業一直在金德俱樂部保持着很高的出勤率，這也讓他的球技得到了很大提高，加上出色的身體條件和奔跑能力，還有不錯的遠射功力，他漸漸成為長沙金德不可缺少的球員。
2004年11月，劉建業憑借着良好的意識和出色的腳法，被時任國青主帥的克勞琛征調入“08奧運之星”足球隊，并随隊前往德國進行集訓。
2005年9月11日，熱身賽中國國青隊1-0擊敗科威特人隊的比賽中，劉建業在第10分鐘送出助攻，幫助隊友王永珀打入全場唯一進球。
2天後，劉建業又在與德國國青隊的熱身賽中打滿全場。
2005年11月24日，亞洲青年足球錦标賽預選賽中國隊17-0大勝關島隊的比賽中，劉建業在下半場打進了一粒任意球進球。
3天後對陣中國澳門隊的比賽中，劉建業在第64分鐘利用吊射再次破門得分。
2006年1月，劉建業跟随中國國家青年男子足球隊（U-19國家隊）參加了在南非舉行的南非八國邀請賽的比賽，并作為主力右後衛打滿全部5場比賽，幫助球隊獲得該項賽事冠軍。
2006年4月26日，熱身賽中國國青隊2-0擊敗日本國青隊的比賽中，劉建業首發出戰并打滿全場，幫助球隊獲得了國内首秀的勝利。
2006年5月，劉建業跟随中國國奧隊，參加了在法國舉行的土倫杯的比賽，最終幫助球隊獲得該項賽事第四名。
2006年10月，劉建業進入了U-19國家隊征戰印度亞青賽的20人大名單，而劉建業本人在中超聯賽受傷十多天後，拆線當天即前往球隊報到集訓。2006年11月，劉建業作為球隊的主力右後衛，參加了在印度舉行的亞青賽的比賽。
2006年12月，杜伊科維奇接替賈秀全成為中國國奧隊主帥，劉建業再次進入了國奧隊的集訓名單，并随隊奔赴歐洲進行拉練。然而由于身高的限制，劉建業逐漸淡出了杜伊科維奇帳下的國奧隊。
2009年7月，由于成亮和萬厚良的退出，劉建業被時任國足主帥的高洪波緊急征調入國家隊。
随後，劉建業跟随國家隊，參加了與國奧隊的教學比賽，以及與巴勒斯坦隊和吉爾吉斯斯坦隊的熱身賽。由于在比賽中的出色發揮，劉建業成為了國足集訓隊的“最大發現”，也使其在國家隊占據了一席之地。
2009年8月12日，熱身賽中國隊點球5-4擊敗新加坡隊的比賽中，劉建業在第26分鐘送出準确傳中，助攻隊友楊昊完成破門。
49天後，劉建業又在國足4-1擊敗博茨瓦納隊的比賽中，助攻于海推射得分。
2010年2月14日，劉建業跟随國家隊，參加了在日本舉行的東亞四強賽（後改名為東亞杯）的比賽。
2010年2月14日，東亞四強賽末戰中國隊2-0擊敗中國香港隊的比賽中，劉建業在第44分鐘送出精準挑傳，并助攻隊友曲波低射破門，最終幫助球隊擊敗對手，奪得2010年東亞四強賽冠軍。
2010年12月，劉建業進入了國家隊征戰2011年卡塔爾亞洲杯的23人大名單。
2011年1月，劉建業跟随國家隊，參加了在卡塔爾舉行的亞洲杯的比賽。
2011年7月23日，世界杯預選賽中國隊7-2擊敗老撾隊的比賽中，劉建業在上半場補時階段送出傳中，助攻隊友楊旭沖頂破門。
2012年9月11日，熱身賽中國隊客場0-8慘敗巴西隊的比賽中，劉建業在第70分鐘面對對手的快速反擊，不慎打入了一粒烏龍球。
2013年7月，劉建業跟随國家隊，參加了在韓國舉行的東亞杯比賽。
2013年7月28日，東亞杯末戰中國隊4-3擊敗澳大利亞隊的比賽中，劉建業在下半時替補登場，發揮穩定，最終幫助球隊取勝，奪得2013年東亞杯亞軍。
2013年11月15日，亞洲杯預選賽中國隊1-0擊敗印度尼西亞隊的比賽中，劉建業在上半場補時階段右路起球，助攻隊友武磊頭球建功，最終幫助球隊擊敗對手。
2014年12月23日，劉建業入選了國家隊征戰2015年澳大利亞亞洲杯的23人大名單。
2015年，劉建業跟随中國國家隊前往澳大利亞參加了亞洲杯的賽事，但未獲得出場機會，球隊也最終止步8強。
人物争議
由于身體條件的限制，劉建業面對對方進攻球員時，常采用兇狠的犯規作為防守的手段。盡管這種工兵型選手的防守特點受到了許多球隊教練的青睐，但劉建業在球場上的一些幅度較大的動作，也時常會引發球場上的沖突，同時也讓很多對手的球迷感到十分不滿。
