본관은 문화(文化). 자는 여성(汝誠)·근부(近夫). 감찰 유용공(柳用恭)의 증손으로, 할아버지는 첨정 유몽익(柳夢翼)이고, 아버지는 판관 유준(柳浚)이다.
1633년(인조 11) 사마시에 합격하고, 이듬해 경기전참봉(慶基殿參奉)으로 초사(初仕)하여 형조정랑이 되었다.
그 뒤 여러 고을의 수령을 역임하며 선정을 베풀어, 가는 곳마다 칭송이 자자하였다. 특히 1661년(현종 2) 삼남지방에 기근이 혹심하게 들었는데, 이때 회덕현감으로 재직 중 기민구휼에 전심전력하였다. 이에 어사 여성제(呂聖齊)는 유성오의 활동을 조정에 보고하고 포상할 것을 상소하였다.