1993年至1995年參加北京大學在職研究生班學習，1996年4月被北京大學授予法學碩士學位。在煙臺大學工作期間先後給本科生、碩士研究生主講《刑事訴訟法學》、《犯罪學》、《監獄法學》、《刑事證據學》等課程。1996年10月破格晉升為副教授， 1999年10月破格晉升為教授，歷任煙臺大學法律系副主任、法學院副院長。2002年7月調至北京工商大學法學院。2003年9月被北京大學法學院錄取為訴訟法專業在職博士生。2004年1月任北京工商大學法學院副院長。2005年12月調至北京師範大學刑事法律科學研究院。2006年7月被北京大學授予法學博士學位。
現為北京師範大學刑事法律科學研究院證據法研究所所長、教授、博士生導師，中國犯罪學研究會常務理事，兼任中***中央紀律檢查委員會、監察部客座教授(北戴河培訓中心)，北京東衛律師事務所兼職律師。
2010年3月11日，經北京市石景山區第十四屆人民代表大會常務委員會第二十四次會議通過，任命劉廣三教授為北京市石景山區人民檢察院副檢察長、檢察委員會委員。
2015年4月24日第十二屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議任命劉廣三為最高人民法院刑事審判第三庭副庭長。