第9期砲兵科。1923年毕业，加入张作霖所率东三省陆军，以后顺利升职。1931年底，张学良卫队改编为第105师，张学良兼任师长，刘多荃任副师长。1933年3月张学良下野，刘多荃升任国民革命军第105师师长。1935年4月，获授陆军少将位。翌年12月张学良发动西安事变，刘多荃在临潼指挥部队参加事变，担任捉蒋行动总指挥。1937年2月，刘多荃任第49军首任军长、陆军中将。4月29日，第四十九军军长刘多荃在河南南阳军部遇剌受伤，赴上海就医，兇手当场击毙。抗日战争爆发后，刘多荃在津浦路及上海方面同日军交战。