刘武元（？—1654）字镇藩，汉军镶红旗人，辽东人，贰臣，明末清初历史人物。
本是明朝游击，辅佐祖大寿守大凌河，天聪五年（1631），跟随祖大寿出降，领命迁移到盛京。崇德六年（1641），授刑部参政。次年分汉军八旗，隶属于汉军镶红旗。
顺治元年（1644），改授参领，予世职三等轻车都尉。二年，授天津兵备道。三年，擢南赣巡抚。
顺治四年（1648），遣副将刘伯禄、徐启仁等剿捕瑞金、石城，兴国、龙安，宁都、上犹诸州县土寇，克鱼骨、莲花、丁田、钩刀嘴诸寨。
顺治五年（1649）正月，江西总兵金声桓、副将王得仁在南昌叛乱，江西诸郡县皆附，外连闽、粤，赣州介其间。王得仁以二十万人来攻赣州，刘武元指挥守城。刘武元城守三月，粮尽，斥家财佐军，励士卒奋战，遂破王得仁兵。王得仁退屯东山，引武元空城出战，将设伏邀击。武元知其谋，天未明，兵数百持炬为前驱，得仁兵望见，伏尽出，力战，王得仁中创遁走。金声桓闻我师至九江，谋退保南昌，武元出奇兵袭其后，败之太湖港，斩获无数。
十月，广东总兵李成栋叛乱，自惠州陷南雄，以广东诸邑响应南明桂王朱由榔，复来攻打赣州，众号百万。刘武元乘敌扎营未稳，先出兵数百挠之，后夜缒城出死士劫破十馀垒，令诸将分兵东、西、南三门出战，大破之，成栋以数骑走。叙功，加右都御史，兼兵部侍郎，赐紫貂冠服、甲胄、佩刀、鞍马。
顺治六年（1650），征南大将军谭泰既克南昌，遣副都统觉善等与武元会师，克信丰，李成栋遁走，堕水死。武元分遣副将先启玉、参将鲍虎、游击左云龙等捕成栋馀党，定瑞金、雩都、崇义诸县。进攻梅岭，破木城五，获成栋将刘治国。
顺治七年（1651），平南王尚可喜奉命由南安征伐广东，武元遣副将栗养志以兵从，克南雄、韶州二府。又遣副将高进库，游击杨继、洪起元等剿宁都土寇彭顺庆，副将杨遇明、刘伯禄、贾熊、董大用等剿大庾土寇罗荣。叙功，加太子太保、兵部尚书。遇恩诏，进世职一等轻车都尉，加一云骑尉。
顺治十年（1653），因疾还京。顺治十一年，卒，赠少保，荫一子入国子监，谥明靖。