1924年加人中国社会主义青年团，1925年加人中国共产党。同年秋天，党派遣他进人黄埔军校学习。大革命时代，刘志丹曾任国民革命军第四路军政治处长等职，积极参加反对北洋军阀的战争。大革命失败后，他奔走于湖北、安徽、陕西等省，从事组织武装起义的工作。1928年5月，和谢子长一起领导了渭华起义。起义失败后返回陕北，在陕甘边界建立了一支革命武装，巩固和扩大了陕甘根据地。1935年9月刘志丹任红十军团副军团长兼参谋长。但“左”倾路线又给刘志丹及广大干部扣上“反党”、“反革命”、“叛党”等大帽子，对他进行残酷斗争，肆意囚禁。直到1935年10月毛泽东率领中央红军到达陕北后，纠正了这里的错误路线。他恢复工作后，担任了西北革命军事委员会主任、红军北路总指挥兼28军军长等职务。1936年刘志丹率军东征，4月在猛攻山西省中阳县三交镇时，亲临前线指挥，不幸中弹牺牲，时年34岁。