劉師培生有異相，尻部有一根長不及寸的無骨肉尾，左足正中有一塊龍眼大小的鮮紅方記，故被稱為「老猿再世」，此為聰明異常之兆。劉師培自幼天資聰穎，過目成誦，10歲時曾在兩天中作《鳳仙花》絕句百首，被稱為「神童」。
劉師培自幼天資過人，八歲開始學習《周易》，12歲時即已遍讀四書五經，「為人雖短視口吃，而敏捷過諸父，一目輒十行下，記誦久而弗渝」。劉師培17歲進學，18歲考上秀才，19歲中舉，可謂少年得志。
程善之曾告訴冶春後社社友杜召棠，一天，他從上海購蒙古地圖，回到揚州府中學堂後，與劉師培、方地山共同瀏覽。不久，侍者來叫他們吃午飯，程善之先去，等了許久還不見二人前去吃飯，於是程去催促。一會兒，劉師培來了，但方地山未至。程再催，方地山說，尚缺十數地。程不解其意。吃飯時，程善之就問方地山所言何意。方答：「吾默識地名，尚有疑誤，重新檢查一下。」程善之大驚，蒙古全圖上有地名千餘個，僅一兩個小時，怎可能記住？以為他吹牛。方說：「我不敢自信，但劉師培我可保證他絕沒有多少誤差。」程更加驚訝。飯後，劉師培與方地山二人各取一漆牌，持粉筆，默繪地圖。等到完成後，與原圖比較，劉師培只有一處錯誤，方地山有六七處錯誤。程善之始信其言。