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  劉旺出生于山西省平遙縣的農村家庭,因家境生活緊張關係,在1988年8月選擇入伍,進入空軍長春飛行學院受訓,畢業後成為空軍飛行員,碩士學位,曾任某師某團某飛行大隊中隊長,安全飛行1000小時,被評為空軍二級飛行員。  1998年1月正式成為首批航天員,接受多年的航天員訓練,完成了基礎理論、航天環境適應性、航天專業技術、飛行程式與任務模擬訓練等8大類的訓練任務,以優異成績通過航天員專業技術綜合考核。劉旺是首批航天員中最年輕的成員,加入14年始被編入乘組,他在執行神舟九號任務前向記者稱,14年來一直時刻準備著執行航天飛行任務,以往每次落選後即投入到下一次任務的訓練中,「我告訴自己,只要沒接到停航命令,就還有機會。」神舟九號指令員景海鵬透露,劉旺的理論功底非常紮實,知識基礎好,是航天員中歷年考試獲得第一最多的人。  劉旺已婚,育有一名女兒。1988年6月加入中國共產黨。

  2012年3月28日,神舟九號的乘組名單確定。根據最終考核結果,劉旺入選乘組,代號01;任務安排上,02號航天員景海鵬是指令長,對乘組和任務完成全面負責;01號劉旺為交會對接航天員,主要負責完成飛船與天宮的手控交會對接;03號劉洋則主要負責空間醫學實驗的管理。劉旺在地面的訓練模擬器上,進行了1500多次的手動交會對接操作訓練。  神舟九號於北京時間2012年6月16日18時37分24秒在甘肅酒泉衛星發射中心成功發射升空。6月18日14時14分,在完成捕獲、緩衝、拉近和鎖緊程式後,神舟九號與天宮一號緊緊相牽,中國首次載人交會對接取得成功,首位航天員於17時07分進入天宮一號。6月24日12時許,劉旺駕駛飛船成功與天宮一號對接,中國首次空間手控交會對接試驗成功。6月29日10時03分,神舟九號返回艙在四子王旗著陸場成功著陸,劉旺等3名航天員安全返回。  6月21日下午,劉旺獨自在艙內練習口琴,當晚他利用天地雙向視訊通話機會,向生日的妻子吹奏兩首歌曲為她慶生,分別是《生日快樂》和《在水一方》。劉旺事後形容這是「天大的浪漫」,又指家庭與工作同等重要,不想以後因對太太和女兒有不足而遺憾。

  根據“專家們的建議和後續載人航天工程任務需要”,劉旺在北京航空航天大學人機與環境工程專業就讀博士研究生,師從著名人機與環境工程及空調製冷技術專家、中國工程院院士王浚,並於2018年4月順利從北航畢業,惟未參加4月14日上午的畢業典禮。
劉旺(1969年-3月25日),男,漢族,中國山西省平遙縣人,是一名中國航天員,以最高榮譽畢業於空軍飛行學院,於1998年成為神舟計劃第一批航天員14人中年齡最小的一員。現為中國人民解放軍航天員大隊二級航天員,大校軍銜。