刘端裳14岁时以童生应县试,改文习武,1907年考入贵州陆军小学,后相继于武昌第三陆军中学、保定陆军军官学校第一期步科毕业。在贵阳陆小期间,参与了当时贵阳社会上的反清活动,是1908年成立的贵州资产阶级革命派组织“历史研究会”的组织者和领导者之一。这个组织联络陆军小学,通省公立中学,优级师范等数十名青年学生,宣传民主革命思想,鼓动民众起来革命,推翻清王朝的统治。在武昌陆军中学时,参与了湖北的“革命文学社”、“共进会”的活动,亲身参加了武昌起义。湖北军政府成立,以学生代表资格,任军务部总务科长。随后,升入保定陆军军官学校步科。此间,曾奔赴南京、上海秘密参加孙中山的讨袁活动。
1917年直至1931年间,辗转奔走于川、黔、滇、桂、粤各省,卷入军阀混战。1919年任黔军袁祖铭部参谋长。1923年黔军驻重庆期间,英国军舰驶入嘉陵江、长江汇合处的朝天门港口,强行靠岸,炮击山城,制造了“重庆惨案”。袁祖铭对英军妥协,刘端裳时兼任68旅旅长,正颜厉色斥袁:“我们都是炎黄子孙,岂能坐视百姓无辜死伤而不顾,总司令不还炮,我还炮,一切责任由我承担。”于是,下令开炮,赶走了英国军舰。如此义举,轰动重庆山城。中国共产党地下党人萧楚女、张闻天主办的《新蜀报》报导了这一事实,称刘端裳为“反帝将军”。重庆女师、巴蜀女中等学校相继邀请他到校演讲,对教师、学生进行爱国主义教育。但遭袁嫉恨,愤而出走,隐居上海达6年之久。
1937年爆发了卢沟桥“七·七”事变,出而参加邓锡侯、孙震二十二集团军,任中将高级参谋,随军奔赴抗日前线鲁南、苏北第五战区,参加台儿庄大战。徐州会战失败,受命任该集团军的前敌临时总指挥,收整队伍转战湖北襄樊。1938年弃甲归田,回籍省亲。1942年春受聘任仁怀私立昆山中学董事长,投身地方教育事业。1948年定居贵阳,参加组织贵阳民众临时治安委员会,迎接解放。中华人民共和国成立以后,曾任贵阳市政协委员,撰写文史资料数十万言。
刘端裳尚武,且善诗文,工书法。文精简洗练,诗典雅雄浑,酷爱鲁迅著作。书法,崇尚北碑,临习《泰山经石峪》,《晋宝子碑》,师古而不泥古,气势磅礴,苍古遒劲。其著述丰厚,惜毁于“文化大革命”,诗文墨迹,也多已散失。仅存诗词100余首,文数篇,联10余副,有人集为《山樵遗稿》(未刊行)。仁怀县史志编纂委员会办公室曾搜得他的诗作20余首,编入《乡先辈诗词搜逸》。
1953年被聘为贵州省文史研究馆馆员。1977年病逝于贵阳。有挽联云:驱清反蒋平倭,陷阵冲锋真将领;论政编史作诗,惊天动地好文章。