Lưu Hương Giang sinh năm 1983 trong một gia đình có truyền thống nghệ thuật, bố cô là nhạc công Lưu Mạnh Cường, mẹ là ca sĩ Thanh Hòa. Cô từng tham gia nhiều cuộc thi âm nhạc như: Giọng hát hay các trường Chuyên nghiệp toàn quốc, Giọng hát trẻ Hà Nội, liên hoan Tiếng hát hay Hà Nội, cô được chú ý nhất thông qua cuộc thi Sao Mai điểm hẹn 2004 của Đài Truyền hình Việt Nam. Tuy Lưu Hương Giang không lọt được vào vòng 2 của cuộc thi nhưng Sao Mai điểm hẹn cũng giúp cô gây tiếng vang với công chúng. Sau Sao Mai điểm hẹn, Hương Giang bắt đầu định hình phong cách là các bài hát sôi động mang âm hưởng alternative rock, cô đã hợp tác cùng nhạc sĩ Hồ Hoài Anh, hiện giờ là chồng của cô, để cho ra đời lần lượt ba album Tôi là Lưu Hương Giang, Cải bắp và Chuyển động.
Năm 2009, cuộc tình của Hương Giang và nhạc sĩ Hồ Hoài Anh đứng trước nguy cơ tan vỡ khi Hồ Hoài Anh dính nghi án tình cảm với Ngọc Hiền, cựu thành viên nhóm Đô Rê Mi. Vượt qua tất cả, tháng 12 cùng năm, Lưu Hương Giang kết hôn với nhạc sĩ Hồ Hoài Anh. Tháng 5 năm 2011, Hương Giang hạ sinh một cô con gái tên là Hồ Khánh Hà (Mina).
Năm 2013 đến nay, Lưu Hương Giang và chồng nhận lời ngồi ghế huấn luyện viên cuộc thi Giọng Hát Việt Nhí cùng Hiền Thục và Thanh Bùi. Bằng tài năng và sự kết hợp ăn ý của mình, cặp đôi đã đào tạo được nhiều học trò tài năng (trong đó có Quang Anh đạt giải quán quân mùa đầu tiên).
Tính đến thời điểm hiện tại, Lưu Hương Giang đã cho ra mắt 3 ca khúc do chính cô sáng tác: Quá Yêu, Đừng Ngoảnh Lại, Hãy Cho Em Thời Gian.
