刘慕琨4岁进私塾习字，继入国民小学就读。在校时一览古今，10岁许，涉猎经、史、子、集，及野史小说。

1930年秋，刘在南京五卅中学就读，大量阅读左翼作家作品。1933年夏，国民党政府为箝制学生思想，压制学生运动，实行学生会考制度。刘慕琨积极参加反对会考运动。是年秋，刘初中毕业，因经济拮据，回涡阳任张村铺小学国文、史地教员。次年秋，刘慕琨转楚店小学任教，并参加“反帝大同盟”。在学校中，刘向学生灌输进步思想。不久，涡阳县共产党组织遭破坏，刘慕琨列为嫌疑对象，被迫离职流亡。“七·七”事变后，刘慕琨与一些青年组织“抗日救国宣传团”，在县内散传单，办报刊，开展街头演讲，影响很大。刘慕琨所撰纪念“西安事变”一周年文章，遭国民党县党部无理扣压。

1938年2月中旬，刘慕琨从涡阳赴西安。先在陕北泾阳县安吴堡“战时青年训练班”学习一个半月，继被分配至驻陕北三原县的杨虎城部十七师教导队受训。次年9月，刘慕琨进延安鲁迅艺术学院学习戏剧。1940年秋毕业，分配在鲁艺附设的实验剧团，研究艺术理论，兼搞创作。是年12月24日，加入中国共产党。在鲁艺和剧团期间，刘慕琨创作不少优秀剧本，曾获得“青年剧作奖”。在延安鲁艺公演的作品有《中秋》、《良民》、《挂红灯》等剧本。此外，还在延安《谷雨》等刊物上，发表过许多诗篇。

1941年8月下旬，刘慕琨调至新四军鲁艺工作团，边创作剧本，边讲授“剧作法”课程。在此期间，曾写出大量配合形势，活报剧和独幕剧。剧本《都别学我》、《可以来往的朋友》都曾在鲁艺工作团上演。

1942年底，组织上应刘慕琨要求，将其调到新四军四师拂晓剧团工作，后调师政治部文艺科。1945年夏，cc分子向刘慕琨策反，刘慕琨严词拒绝。是年冬，刘慕琨奉调回家乡雪涡县任黄口区长。任职期间，改建乡政府12个，新建村政权100个，建立一支民兵武装，并向新四军四师输送过两个连的兵力。

1946年6月，国民党为抢夺抗战胜利果实，大举进攻解放区。刘慕琨率区队开展游击战争。9月的一天下午，刘慕琨率小分队30余人转移公粮，不意途中与国民党新五军一个营的兵力遭遇。由于高粱秆遮影，区队哨兵发现较晚，刘慕琨率众且战且退，不幸脚踝中弹，无法行走，惨遭敌军杀害。