劉疇西，1897年3月28日出生于長沙市望城縣(今望城區)靖港鎮一個農民家庭。1922年夏加入中國共產黨。1924年5月底，他考入黃埔軍校第一期第一隊，后任第一教導團第三連黨代表。

1925年3月12日，劉疇西所在的第一教導團參加東征，在棉湖西北山地迎戰敵林虎部主力。戰斗中，一顆流彈擊中了劉疇西的左臂，頓時鮮血直流。劉疇西強忍著劇痛，包扎后繼續沖鋒。戰斗結束后，他被送往廣州東山博愛醫院治療，因靜脈破裂，血管潰爛，割掉了左臂。

1927年，劉疇西參加了南昌起義。后來，被派往蘇聯伏龍芝軍事學院學習，回國后在江西中央根據地歷任紅一方面軍第三軍八師師長、紅二十一軍軍長、紅軍中央軍事政治學校政治部主任、紅十軍團軍團長兼二十師師長等職。

1934年2月14日，紅十軍團全部轉向外線作戰后進行了第一仗——譚家橋戰斗。由于各方面的原因，紅十軍團最終失敗，傷亡近千人，犧牲了不少很有軍事才華的師團指揮員。

譚家橋戰斗之后，國民黨組織約20個團的兵力，一齊追擊紅十軍團。1935年1月9日，紅十軍團在浙江西部遂安縣茶山村召開緊急會議，決定一起回贛東北，先休整后分兵。

為了擺脫敵人，粟裕率領先頭部隊800多人走在前面，另外2000多人組成的主力部隊則由劉疇西率領。1月10日晚上從茶山村出發，行至開化縣西北的大龍山，就遭遇國民黨軍攔擊。粟裕帶領先頭部隊繞道山脊荒徑繼續南下經楊林前進到靠近閩浙贛大蘇區的港頭，等候主力部隊;而劉疇西率大隊連夜改道青嶺頂險道夜行甩掉了敵人，但此時卻與先頭部隊失去聯系。當主力部隊行至楊林時，劉疇西考慮從這里翻過一個山頭就是開化、婺源、德興蘇區，且部隊過度疲勞，便命令在當地宿營。就在十軍團主力在楊林宿營休息的時候，國民黨浙江保安第二縱隊第五團從星口連夜急進35公里，趕在十軍團主力部隊之前到達開化、婺源、德興蘇區東部邊緣的王坂、徐家村，占領了堵截十軍團前進的有利陣地。十軍團主力進到徐家村，立即受到敵人的阻擊，雙方展開激戰。劉疇西以一部分兵力掩護，大部隊改變行軍路線撤退。至15日紅十軍團主力部隊才大部分進入開化、婺源、德興蘇區。

蔣介石覺察到紅十軍團的意圖，加緊調集人馬，堵截十軍團進入閩浙贛大蘇區。1月16日下午6時左右，粟裕集合先頭部隊剛要出發，劉疇西派人告知主力部隊離港頭只有5里路，要休息一晚。可方志敏和粟裕卻很擔心，經商量決定，方志敏留下接應大部隊。為了將隊伍帶出來，方志敏帶著幾個人在陳家灣附近找到了劉疇西的大部隊。可這時，國民黨14個團已分路趕到，堵死了四面的通道。紅十軍團主力被敵人包圍在方圓只有15里左右的懷玉山。18日夜，紅十軍團向金竹坑發起突擊，而駐守在碉堡里的國民黨軍猛烈地開火。劉疇西沖在前面，被槍彈擊傷了右臂。1月20日，劉疇西率余部在許塢作最后一次突圍，終突圍不成困在懷玉山。劉疇西與方志敏商議，分散行動。最終，國民黨實施分割“搜剿”，劉疇西在敵人搜山中被捕。方志敏隱蔽在隴首封鎖線附近的山里，1月24日被敵抓獲。

被捕之后，劉疇西和方志敏盡管受酷刑，但始終堅定信仰，大義凜然，面對敵人的誘降，也不為之所動。1935年8月6日凌晨，劉疇西和方志敏高呼著“中國蘇維埃萬歲”“紅軍萬歲”“中國共產黨萬歲”，并肩走向刑場。