刘建藩，乳名孔道，后改字涛，1887年12月2日生于湖南醴陵县北乡清安铺何寺冲。他的远祖由茶陵迁居醴陵，五传至其曾祖铿亮，“与从兄弟五人，皆有声黉，时称刘氏五亮。”祖父邦藻，善骑射，是个武秀才。父亲辅临，在家务农，兼以捕鱼为业。刘建藩出生时，家里只有茅屋数间和少量田土，他父亲辛勤耕耘，了不能维持生计，全靠捕鱼和打零工贴补家用。建藩兄弟三人，他最幼，此外还有一姐二妹。

刘建藩幼时聪颖，他的祖父非常喜欢他，“以属族子辅宜，遂从受读，为阑谊学校高材生”，嗣入湖南师范附属小学堂。稍长，入湖南武普通学堂，毕业后，升入保定陆军速成学堂骑兵科。当时，保定是北方革命党人活跃的地区之一。由方声涛主盟，刘建藩在保定加入了中国同盟会。1909年毕业时，正值王孝绩（日本陆军士官学校第五期毕业，同盟会员）受广西巡抚张鸣岐委托，至北方邀集训练新军的人才，刘建藩与耿毅、吕公望等多人都在被邀之列。抵达广西后，刘建藩被分配在新军中工作，任学兵营骑兵队队长。后因张鸣岐发觉他们都是革命党人，掀起一场风波，大多数同志陆续走了，留下刘建藩与耿毅、冷遹等少数几个人，支撑局面。

1910年8月，广西同盟会支部成立，耿毅任支部长，刘建藩为学兵营分部长，并负责新军的联络工作，秘密进行排满革命活动。1911年春天，广州黄花岗之役失败后，时任学兵营长的方声涛得知其弟方声洞战死的消息，悲愤之余，要将学兵营队伍集合起来，占领桂林，光复广西。后经刘建藩极力劝阻，才制止了他这种冒险举动。方声涛走后不久，学兵营扩充为新军混成协，刘建藩任骑兵营管带。

武昌起义爆发后，广西水陆军统领王芝祥怀疑刘建藩别有所图，使命令刘建藩移师全州。刘建藩因而易帜，回师拒绝王芝祥。耿毅对王芝祥说：“混成协都是刘建藩的心腹，一旦与他宣战，广西新军的根本就会动摇。”同时，刘工熙也从长沙发来电报，劝王芝祥反正。于是，广西于11月3日宣布独立，拥沈秉堃为都督。当时汉阳战局极为危急，广西同盟会遂决定以混成协组成援鄂军。11月5日，刘建藩随同协统赵恒惕以及耿毅、冷遹等率军由桂林出发，经长沙前往武汉。桂军至武汉后，黎元洪下令率编为北伐第三军，赵恒惕任军长，刘建藩统率骑兵部队。援鄂桂军由蔡甸威胁清军后路，对当时稳定革命形势起到了一定作用。

1912年4月，南北和议告成，桂军奉命由武汉开往南京，与桂军陈裕时部合编为陆军第八师，刘建藩任骑兵团团长。第八师编成后，刘建藩曾奉南京留守黄兴委派，回湘招募新兵3000人，充实第八师。

1913年，“二次革命”爆发后，黄兴至南京就任江苏讨袁军总司令。袁世凯令张勋、冯国璋率领大军南下，联合进攻徐州，威逼南京。原驻徐州的第9师冷遹部仓促应战，甚为不利。黄兴派刘建藩率骑兵团及步兵第二十九团、三十团一营、机枪两连、炮后一营组成一个加强混成团渡江北上增援，向江北进攻。刘部在蚌埠、徐州间铁路沿线奋勇作战，卒将南下的北洋军击溃，迫使北洋军退至兖州。直至湖口失守，浙皖动摇，大势已去，乃奉命回师南京。

讨袁失败后，刘建藩随黄兴、李烈钧等逃亡日本东京，入早稻田大学学习。在此，刘建藩潜心研究法政，并时常与同学一道讲座建国方略。后刘建藩参加了程潜、李根源、章士钊等发起的欧事研究会。护国战争爆发后，刘建藩返国，经谭延闿举荐，任湖南护国军第一军第三梯团长，旋改任湘军第一师第一旅旅长。不久，湘督汤芗铭被逐，谭延闿继任湖南省长兼督军，刘建藩被任命为营产清理处处长。但其时他的主要精力是用在对外交际方面，极力谋取带兵的机会，对于营产处的工作实际上却过问不多。1916年秋，黄兴在上海病故，刘建藩闻讯后，立即由长沙赶赴上海，协助料理治丧事务，往来于湘、沪间，张罗治丧费用和筹划运送灵柩回湘，主持安葬事宜等。他任劳任急，深得各方赞赏。

袁世凯帝制覆灭后，段祺瑞夺取了北京政权，毁弃约法，解散国会。为了反对段祺瑞的军阀专制统治，1917年7月，孙中山率驻沪海军南下广州，高举护法旗帜，组织护法军政府，形成南北对峙的局面。湖南成为南北两军激烈争夺的战场。孙中山委派程潜等到湖南活动，推动护法斗争，为北伐开辟道路。段祺瑞则将谭延闿免职，任其亲信傅良佐为湖南督军，并派吴光新率重法，希望湘军联合粤桂军共同抵抗北洋军。对此，谭延闿初有难色，认为湖南兵力薄，没有能力反段，而且零陵镇守使望云亭是段祺瑞的爪牙，“据湘上游，方日伺我。可虑也。”后经多方商量，遂定对付傅良佐督湘之大计。谭延闿花重金调望云亭北上，迎接傅良佐，同时任命一向坚主反段的刘建藩署理零陵镇守使。当时，零陵镇守使署所辖各守备队的中下级军官，多属广西学兵营出身，与刘建藩有师生关系。且湘桂两省，唇齿相依，刘建藩早年从广西发迹，零陵的地理位置，又正好与广西联成一气，缓急可以相济。因此，在当时刘建藩是这一职务的不二人选。刘建藩8月29日接到命令，次日即轻装简从赶往零陵视事，集中所能收编的队伍，将守备队由12营护编为20营；同时报请谭延闿批准，由前铁道守备司令李仲麟率领旧部两营赴湘南驻防。刘建藩在零陵厉兵秣马，同时与衡阳林修梅紧密联系，互成犄角之势。

9月9日，傅良佐抵达长沙，对刘建藩深怀疑忌。13日发布命令：撤销湘军第一师第二旅旅长林修梅的职务，派邹序彬接替；撤销零陵镇守使刘建藩的职务，调回长沙，另委陈璩章接替。刘建藩当即拒绝陈璩章入境。9月18日，刘建藩与林修梅同时发出通电，宣布独立：“誓不肯附私党以存民国之精神。建藩等治军湘直，保国卫民，是为天职。特率湘南军民子弟，宣告自主，与段政府脱离关系。一切军、民政务，均与海军、两广、云南各省一致进行，一俟约法有效，国会恢复后，正式政府成立时，即仍谨奉命令。段政府……若终执迷不悟，视为反抗，一味迫以兵力，则我湖南军民为正当防卫起见，亦惟有抵死以待保持正义，与国存亡。”通电发出后，两处起义军迅速控制了湖南24个县，布告安民，宣布湘南24县为戒严区域。衡、永独立，揭开了第二次南北战争的序幕。

孙中山得悉刘建藩、林修梅起义护法，无比兴奋，于当天发来电报，深表支持和鼓励：“诸君子扶义湖南，摧阻逆焰，风声所树，视听顿易，尚冀踔励进行，克竟肤功，荡涤瑕秽，重奠共和，大局实利赖之。”10月7日，孙中山又委任赴广州汇报起义情况的林伯渠为湖南劳军使，回湘南前线慰问起义将士。

段祺瑞得到衡、永独立的消息后坐卧不宁，一面电令派兵“剿抚”，一面发表褫夺林、刘官职并予以通缉的命令。傅良佐也在长沙宣布戒严，并通电“声讨”林、刘。他还指使一些举棋不定国将领“劝导师”林、刘取消起义，并收买一些原湘军将领，妄图玩弄湘军打湘军的把戏。刘建藩、林修梅顶住逆流，毫不动摇，坚守衡阳、零陵，严阵以待。

刘建藩在零陵起义以后，带领部队向衡阳方向前进，与林修梅一起抵抗北军的进攻。时因傅良佐出师不利，段政府即派第八师师长王汝贤、第二十师师长范国璋为正、副司令，率三路大军共计3万多人进逼湖南。护法军除电请广州军政府实力援助外，即分三路迎战。刘建藩率领零陵镇守使署守备队负责右翼任务，赴攸县抗击敌人。此时刘建藩、林修梅仅有5000之众，而且装备较差，靠将士的勇气和人民的支持，抗拒强敌。10月初，林修梅等率领中路部队与敌军在萱洲河地区发生胶着战。10月11日，衡山失守，湘军退守贺家山一带。10月下旬，桂军、粤官一部陆续入湘增援，公推谭浩明为湘粤桂联军总司令，部署全线反击。这时，北军内部有皖系主战和直系主和的矛盾，王汝贤、范国璋均接近直系，不愿为皖系的傅良佐打江山，再加上时值初冬、阴雨连绵，北军水土不服，士气低沉，兵士厌战，且指挥不统一，导致北洋军全线败退。王汝贤被迫逃往株洲，护法军乘胜追击。11月14日，王汝贤、范国璋通电请求停战议和。督军傅良佐见大势已去，当晚逃离长沙。17日，王汝贤、范国璋亦逃出长沙。在这种局势下，段祺瑞被迫辞职。19日，起义军攻占长沙。21日，程潜、刘建藩、林修梅等进入长沙，受到各界人士欢迎。24日，程潜以司令兼任省长。12月18日，谭浩明又以湘、粤、桂联军总司令名义兼领湖南军、民两政事宜。

北军溃退至岳阳一带后，湘、桂两军内部发生分歧。程潜、刘建藩、林修梅等湘军将领，极力主张扩大战果，一鼓进取岳阳。可是联军总怀念谭浩明却认为，“段祺瑞已奉命免职，根本已得解决”，主张同北京政府妥协议和。对此，刘建藩等极力反对，并向谭浩明等桂军将领呈文，阐明夺取岳阳的利害关系：湖南人民要求驱逐岳阳北军的情绪日益高涨，如压帛这种正义要求，必将影响桂系在湖南的领导地位；孙中山的广州军政府对桂军按兵不动，深表不满，这种情势发展下去，可能会引起粤、桂两军关系破裂；北军在湖北的荆州、襄阳已经得手，主力将回师湖南，我军应先发制人，占领岳阳战略要地。谭浩明无奈，只得同意湘军将领的要求。1918年1月23日开始，护法军分三路向岳州进击，刘建藩仍担任右翼，驻防平江。1月27日，北军全线溃退，岳阳宣告收复。不久湘境全由南军控制。

湘、桂军占领岳阳后本可乘胜推进，直取武汉，联合西南各军，进而推翻北洋军阀的统治。但谭浩明与程潜权利之争愈趋激烈。谭以总司令名义严禁联军入鄂。北洋政府趁此机会，集中优势兵力，于3月10日分两路进攻湖南。曹锟为第一路军总司令，由湖北南下，正面攻岳阳；张怀芝为第二路军总司令，分别由江西进攻湘东。南下北军号称40余万人，而湘、粤、桂联军合计不过5万人。其时，刘建藩的部队负责自新墙至平江南江桥九岭方面的防线，抵挡张敬尧部的进犯。刘建藩在战斗中身先士卒，拚力抵抗，以寡敌众，遏止了北军向平江方面的进攻。3月初，战斗激烈进行，谭浩明仍安然坐镇长沙，让桂军精锐部队留驻后方。刘建藩认为平江方面可告无虞，而岳阳正面则兵力单薄，岌岌可危，于是派人到长沙催谭浩明速向岳阳前线增兵，扭转战局。但谭对此置之不理，特别是当曹锟手下的吴佩孚率兵向岳阳逼进的时候，谭浩明釜底抽薪，把桂军撤回广西，湘军士气因之大受影响。3月10日，北军未遇强烈抵抗，即占领羊楼司；13日，又占领云溪。3月18日，岳阳复为北军攻陷，前线部队纷纷向长沙败退。刘建藩所部也被迫由平江后撤。至23日，北军进驻平江，24日，攻陷醴陵，25日，谭浩明自长沙出走，湘、粤、桂护法联军随之瓦解。时刘建藩部退驻攸县草市一带。他因指挥作战操劳过度，咯血不止，身体非常消瘦。在护法军大撤退的情况下，刘建藩不愿溃退，因而驰骑会见粤军总司令济和湘军总司令程潜、师长赵恒惕，他说：“吾军械弹尚堪一战，不战，恐散之民间，且为患，曷若再决胜于万一。”为了团结一致抵抗北军，刘建藩还极力调解粤、桂军与湘军之间的矛盾。4月初，湘军将领程潜、赵恒惕、刘建藩、林修梅等在衡山举行军事会议，一致决定由程潜、林修梅居中路，正面牵帛北军主力吴佩孚的3个师，让赵恒惕、刘建藩率湘军主力向东、抗击张怀芝部队，攻打薄弱环节。4月下旬，程潜、林修梅率部退守耒阳、郴州一带。刘建藩在攸县附近发起进攻。当时刘建藩所部只有3000人左右，但向乘胜猛进的张部大军进行猛烈攻击，把张部杀得大败。刘建藩收复了醴陵和攸县。张怀芝全军溃败，分两路逃跑：鲁军第一师逃往长沙，苏军第六混成旅和安武军逃往萍乡，彼此各不相顾，长沙大为震动，张敬尧吓得手忙脚乱连电北京政府告急请援。那时在宝庆的张敬尧所部第七师田树勋旅，为了回兵救援长沙，也从宝庆退了下来。

但是，刘建藩孤军奋战，难以持久。当时，桂、粤军已撤出湘境，为保存实力，无意回援；其他湘军已退到郴、永一带，未能回军应援。在这种形势下，刘建藩率领前敌护法军在反攻大捷之后，不得不迅速南撤，向株洲方面且战且退。而北军乘虚由马鞍山、龙头铺、荷塘铺长驱直入，占领晏家湾、石子头；又于5月4日猛攻株洲北车站，企图截断南军归路。5月5日，北站失守，情势极为危急。刘建藩督队，向株洲正街退却，准备巷战。其一部通过齐家桥，以沙袋及芦溪纸捆堆作临时工事抵御。刘建藩准备从齐家桥下游港口便桥（俗名孔道门）过港，从城隍庙小巷进入正街，沿湘江东岸向易家凤形山退走。不料便桥狭窄，刘建藩失足落水，当时经过救护，未死，但口呛鲜血，气息奄奄，抬至大冲而殁，时年31岁。

刘建藩去世后，滇军总司令李根源发出通电告哀；钮永建通电各方表彰功绩；广州非常国会议员发起公祭。程潜追念亡友，作有挽诗：

                                  “选锋扼攸醴，始焉报捷书。

                                  追逐下株洲，穷寇终负嵎。

                                  逆众势再振，孤军陷泥涂。

                                  堂堂宫彭才，殒命在须臾。”

湘乡陈奇力有挽联云：

                                  “革命误谈，若我犹存，几翻几复扬州梦；

                                  出师未捷，问天何酷，秋雨秋风孔道桥。”

慈利著名文人吴恭亨有挽联三幅：

                                  “零陵义师义犹黔滇义师，各为护法战；

                                  我公国葬是续黄蔡国葬，轩然洞庭波。

                                  起零陵，战株洲，重于泰山，南儿死耳；

                                  宁鸡口，毋牛后，愤蹈东海，天下壮之。

                           　出师已捷，痛旋殉之，赫赫株洲，陷围不死于兵而死于水；

                            护法未终，幸有来者，巍巍国葬，旌烈既比为蔡亦比为黄。”

刘建藩的遗体，当时收葬于醴陵乡间。1919年夏，谭延闿眷怀逝者，在零陵芝城第一山建有护国祠，表彰刘建藩的护法功绩。为了纪念刘建藩的功勋，广东军政府追赠其为陆军中将。1920年驱逐敬尧以后，刘建藩遗体于10月17日迁往长沙岳麓山举行国葬，题墓门曰：“护国元勋”。