刘云峰幼年读私塾，后考入保定速成学校，毕业后历任中华民国护国军梯团长，国民革命军营长、团长、师长、军长等职。

刘云峰与蔡锷系故交，民国4年（1915年）袁世凯称帝，为讨袁护国，他与蔡锷、殷承瓛、王献、杨益廉等人密约先后经天津循迹日本，五人会晤后，设法蔽开中国驻日本公使陆宗舆等人的监视，跨海登舟回到云南，在云南第一师师长刘祖武派军掩护下到云南省城。终与云南省将军唐继尧、巡按使任可澄、参政戴戡等人计议，于同年12月25日宣告云南省独立，通电讨伐袁世凯，成立中华民国护国军，蔡锷任第一军总司令，刘云峰任第一梯团（相当一个混成旅）司令员。在蔡锷率部队进攻四川时，刘云峰任前线司令员。他依靠人民的支援运用迂迴战术，同兵力占优势的北洋军激战，先后攻克泸州、江安、纳溪等地，随之各省宣告独立。袁世凯被迫取消帝制，组成北京政府，蔡锷任四川省督军，并署省长。刘云峰成为蔡锷将军的得力助手。蔡锷死后，时北洋军阀依然混战，刘云峰断然拒绝曹琨、吴佩孚的拉拢而隐居青岛。军阀混战结束，刘云峰又回到国民军（民国15年<1926年>改为国民革命军）。民国24年（1935年）6月，被授予国民革命军中将军衔。抗日战争爆发后，他率部多次参战，身先士卒，沉着机智地打击侵略者。抗战胜利后，因对蒋介石发动内战、积极反共不满，于民国35年（1946年）7月毅然隐退。朱德委员长曾在刘云峰部下任营长、团长等职，与云峰关係甚好，中华人民共和国成立后，朱德派人去云南接他，不幸途中遭暗害，终年68岁，朱委员长闻讯立即派人追查此案，并将其遗体接到北京，葬于八宝山，对其家属子女做了妥善安排。