早年经历

父亲刘怦原为卢龙节度使朱滔手下的雄武军使，因忠勇义烈，深受军心，颇得朱滔信任。朱滔死后，传位于刘怦，拜幽州大都督府长史、御史大夫、卢龙节度副大使、管内营田观察、押奚契丹、经略卢龙军使。

刘济是刘怦的长子，出生时难产，侍者初见刘济是一大蛇，黑气勃勃，莫不惊走，长大后，聪明异常，也深得父亲刘怦喜爱。

游学长安，考中进士，授范阳令。兴元初年，拜莫州刺史。刘怦生病，朝廷下诏刘济担任州事。等到刘怦去世，刘济成为节度使。

奚族数次侵扰边境，刘济率军击退奚族，追击一千多里，到达青都山，斩首达到两万级。之后奚又掠檀、蓟的北部边境，刘济率领唐军会合室韦，击破奚。

贞元年间，唐朝优容藩镇，河北的节度使骄横不法，只有刘济对朝廷最为恭顺，进贡不断，因此唐德宗也很恩宠他，屡次加官，升迁至同中书门下平章事，唐顺宗继位后，再迁检校司徒。

讨伐成德

唐宪宗即位，命诸藩镇出兵讨伐成德节度使王承宗，诸军大多迟疑不进？魏博节度使田季安出兵帮助王承宗。刘济命牙将谭忠前往劝说，田季安意有所动。刘济大集诸将，讨论是否讨伐王承宗，表示：天子知我怨赵，今命我伐之，赵亦必大备我。伐与不伐孰利？部将谭忠认为：燕、赵为怨，天下无不知。今天子伐赵，君坐全燕之甲，一人未济易水。此正是潞人以燕卖恩于赵，败忠于上，两皆售也。是燕贮忠义之心，卒染私赵之口，不见德于赵人，恶声徒嘈嘈于天下耳。惟君熟思之！刘济同意，决定出师讨伐王承宗，下令军中：五日毕出，后者醢以徇！

攻克饶阳

元和五年（810年），刘济率领大军七万人出发，攻克饶阳、束鹿，生擒三百余人，斩首千余级，献俘于朝廷，唐宪宗特旨褒奖，命他继续进兵。刘济率军攻瀛州，屡攻乐寿、博陆、安平等县，前后多有斩获。此时，刘济忽然生病，朝廷赦免了王承宗，于是刘济率兵回镇，以功拜兼中书令。

祸起萧墙

刘济镇守卢龙二十余年，深得军心，但诸子不和，祸起萧墙，刘济的长子刘绲任副大使，掌幽州留务，次子刘总为瀛州刺史兼行营都知兵马使，率兵屯驻饶阳。刘济有病后，性情凶暴的刘总便与判官唐弘实、孔目官成国宝等人密谋，企图篡位，于是派人假装是朝廷使者，在街上大喊：“朝廷以相公逗留无功，已除副大使为节度使矣。”次日，又派人叫喊：“副大使旌节已至太原。”几天后，又派人叫喊说：“旌节已过代州。”卢龙举军惊骇，病中的刘济愤怒不知所为，于是诛杀主兵大将数十人，又命刘绲立刻返回行营。气愤至极的刘济自早至晚拒绝饮食，后因口渴索饮，刘总暗中投毒以进，刘济死，刘绲行至涿州，被刘总假以父命杖杀之，刘总于是自领军务。

死后哀荣

数日之后，刘总才为父亲发丧，刘济死时正好五十四岁，唐宪宗思念他的功劳，特追赠为太师，并废朝三日，以示尊重，加刘济的谥号为庄武。