W 1988 roku uzyskał doktorat z literatury na Uniwersytecie Pedagogicznym w Pekinie, a następnie wykładał jako profesor-gość na kilku uniwersytetach zagranicznych, w tym nowojorskiej Columbii. W 1989 roku czynnie uczestniczył w krwawo stłumionych przez władze studenckich demonstracjach na rzecz demokratyzacji państwa, co przypłacił dwuletnim pobytem w więzieniu.

W latach 1991-1995 mieszkał w Pekinie, nadal biorąc udział w ruchu obrony praw obywatelskich i publikując własne artykuły - ale wyłącznie za granicą. Po sześciomiesięcznym uwięzieniu w 1995 roku musiał się w latach 1996-1999 poddać "reedukacji przez pracę".

Po 1999 roku żył w Pekinie jako pisarz. W listopadzie 2003 roku wybrano go na prezesa Niezależnego Chińskiego Centrum PEN. 8 grudnia 2008 roku Liu Xiaobo został zabrany z domu przez policję. Stało się to na dwa dni przed oficjalnym opublikowaniem podpisanej przez niego i ponad 300 innych osób Karty 08, wzywającej do rozszerzenia swobody wypowiadania się, przestrzegania praw człowieka i wolnych wyborów.

Dopiero 23 czerwca 2009 roku prokuratura zatwierdziła legalność aresztowania Liu, podając jako uzasadnienie "podżeganie do działań na szkodę władzy państwowej i do obalenia ustroju socjalistycznego". Prokuratura dodała, że podejrzany przyznał się do zarzucanych mu czynów. 10 grudnia opublikowano oficjalny akt oskarżenia, zawierający tylko zarzut podżegania do szkodzenia władzy. 25 grudnia sąd w Pekinie skazał Liu Xiaobo na 11 lat więzienia i dwa lata pozbawienia praw politycznych. Do obserwowania procesu nie dopuszczono ani żony oskarżonego Liu Xia, ani zachodnich dyplomatów. Na sali rozpraw był natomiast obecny jego szwagier.

Nie wiadomo, gdzie obecnie Liu Xiaobo przebywa. Od czasu ostatniego aresztowania widział się z żoną tylko raz, gdy w Nowy Rok 2009 oboje mogli zjeść obiad pod strażą dwóch policjantów.