長期在東北軍任職，曾任東北陸軍第16旅炮兵營少校營長，1926年任鎮(zhèn)威軍第3、4方面聯(lián)合軍團衛(wèi)隊中校隊附，年底任東北講武堂第3、4方面聯(lián)合軍團候補軍官入伍生隊隊附，1928年春任奉軍第19師1旅1團團長，7月任東三省報案司令部第20旅61團團長，1929年1月任東北邊防司令長官公署衛(wèi)隊統(tǒng)帶，1930年任國民革命軍陸�？崭笨偹玖畋逼叫袪I衛(wèi)隊統(tǒng)帶，1931年12月任北平綏靖公署衛(wèi)隊統(tǒng)帶部少將統(tǒng)帶，1933年任東北軍獨立第105師師長，1935年入陜圍剿紅軍，1936年12月參加西安事變，并擔(dān)任捉蔣行動總指揮，1937年2月任國民黨政府第49軍軍長，1937年5月任中將，抗戰(zhàn)爆發(fā)后率部參加抗戰(zhàn)。

1941年11月，劉多荃任第十集團軍副總司令，12月兼任熱河省政府主席，1943年 6月任第十二戰(zhàn)區(qū)副司令長官。解放戰(zhàn)爭時期，蔣介石為拉攏原東北軍將領(lǐng)為他打內(nèi)戰(zhàn)，委任劉多荃為華北“剿總”副司令、熱河省政府主席，并晉級陸軍上將，成為傅作義的副手。

1943年4月改任第25集團軍副總司令，1945年5月當(dāng)選國民黨中央候補執(zhí)行委員，6月任第12戰(zhàn)區(qū)副司令長官，1947年任張垣綏靖公署副主任，1948年1月任華北剿匪總部副總司令，1948年底赴香港，1949年8月13日在香港聯(lián)名通電起義。后任政務(wù)院參事，遼寧省交通廳廳長，遼寧省第四屆政協(xié)副主席，遼寧省第五屆人大副主任，民革第四、五屆中央常委和第六屆中央常委會顧問，民革遼寧省委副主任委員、主任委員。是第二至六屆全國政協(xié)委員。1985年7月22日在北京病逝。