投身軍旅
劉建章，生於一個農民家庭。5歲才開口學話，其父劉高峰辛勤耕耘，送他上學，苦讀五年私塾後，劉建章考入循程中學讀書，成績優異，為教師所器重。1926年10月，劉建章與廖耀湘、肖勁一起考入黃埔軍校第六期第一總隊炮兵大隊第三中隊學習。
1929年5月畢業派充炮兵第三團排長。12月再入炮兵軍官訓練班受訓。1930年4月派任教導第1師炮兵團少尉連附。6月升任中尉連附。12月所部改編為國民政府警衛師炮兵團，仍任中尉連附。
1932年1月所部編入炮兵第一團，仍任上尉連長。
參加抗戰
1932年上海“一·二八”事變後，劉建章隨部駐津浦南段，監視日軍行動。“塘沽協定”後，日軍復策動冀察偽軍進攻古北口，劉建章隨部北上進駐密雲，配合宋哲元的第十七軍拒敵。1934年4月，劉建章升任炮兵第七團少校團附，復調任炮兵第十團第三營營長。
西安事變後，劉建章任炮十五團第二營營長，移駐徐州。不久，劉建章遂辭職回鄉，任邵陽第七區區長。嗣赴東安任新編第二十二師主任參謀，不到一年，調任該師野戰補充團團長。1935年6月25日敘任陸軍炮兵少校。10月調任炮兵第六團團附。 1937年2月，劉建章調任炮兵第十五團營長。1938年5月調任炮兵第十四團團附。
1939年12月，劉建章隨部參加崑崙關戰役,戰後，劉功升第六十四團團長。1942年2月，劉建章參加中國遠征軍，出征緬甸。緬北重鎮臘戌、密支那、八莫相繼失守後，二十二師掩護主力撤退，劉建章隨部且戰且走，俟到達猛西時，歸國之路已被截斷，只得奉令翻越海拔6000餘英尺的野人山向印度進發。他初率部為開路先鋒，繼奉令殿後，救護收容，中患痢疾，和騾馬同行，勝利抵達印度列多，全團陣營齊整，盟軍主帥史迪威、統帥蒙巴頓大為驚異，予以表彰，1943年4月，劉建章任該師參謀長。
1944年4月上旬，日軍攻占科希馬、英帕爾，印度和倫敦大為震驚。蒙巴頓向中國緊急求救，史迪威晉見蔣介石，請求蔣火速向印度增兵，並由遠征軍發起反攻，以解英軍之危，乘機打通中印公路。
劉建章和李濤率第六十五團一鼓作氣攻克大洛，殲滅敵第五十五聯隊兩個加強大隊,再戰克孟關,劉因此受到盟軍統帥部嘉獎。8月，該師擴編為新六軍，劉建章升任新二十二師少將（師長李濤）副師長。
1945年春，日軍謀攻湘西，劉部奉調赴援，進駐江口、安江，參加雪峰山戰役。
參加內戰
1945年8月，日軍宣布投降，劉建章奉令率部開赴南京，接受日軍投降，並奉命拱衛京師。次年2月，調赴東北，劉建章任東北第八區保全司令，旋升任第十三軍（軍長石覺）第八十九師師長，駐熱河。
1947年8月，陳誠任東北行轅主任，開始整頓部隊。9月，陳誠將東北第六綏靖區改編為東北第四兵團，由廖耀湘任司令官。1947年夏，劉建章調升新六軍副軍長。
1948年9月，遼瀋戰役開始，新六軍隨廖耀湘南援錦州，錦州被解放軍攻克後，劉建章率部北回瀋陽，在黑山遭到解放軍的阻擊，解放軍韓先楚縱隊在胡家窩棚一帶衝進了新六軍司令部，俘虜了劉建章等100多人。不久，劉建章乘隙逃脫，經北平轉回長沙。
1949年8月4日，湖南和平解放。10月6日，黃杰委劉建章接替起義的丁廉為湖南第六區行政督察專員兼保全司令，10月10日下午，劉建章率“督察公署”和近200人槍的“湘江部隊”從桃花坪經紫陽、北山、周旺逃向灘頭。11月6日，他打出了“湖南反共救國軍第六區指揮部”的旗號，下轄8個縱隊，委陳光中、袁慶光等8人為縱隊司令。從10月到11月下旬，劉建章等在隆回縣製造兇殺、搶劫、破壞案達200多起。11月29日，解放軍對劉建章部前後夾擊，劉建章逃回老家，在老師曾志素勸他下向政府投誠。
退役之後
1950年，劉建章去台灣，任“陸軍總司令部”少將高參。1961年1月，劉建章退役經商。1980年移居美國。1988年回大陸探親。1994年2月，劉建章任台北市湖南邵陽縣同鄉會榮譽理事。
1998年11月7日，劉建章病逝，終年90歲。
