劉震寰原名瑞廷，字顯臣，小名八三，人稱“八三哥”。生於1890年，馬平縣(今柳江縣)基隆村人。1907年入馬邑兩等小學堂讀書，1909年考入桂林廣西優級師範學校。他受革命思潮感染，回柳後拿出家財，暗中聯絡會黨，組織民軍;並常深入馬平、來賓、象州等地，聯絡綠林，以圖舉事。1911年赴廣州聯繫革命志士，經劉古香介紹加入同盟會，旋即回柳繼續活動。1910年夏，他已組織和收編了一批會黨綠林武裝，與柯漢資、錢權等人籌劃柳州武裝起義，擬定在秋季祭孔日待清政府官員於北關外(今廣場路一帶)舉行祭孔活動時，突襲柳州。已將上千民軍集結於北郊長塘屯倫村待命。不料被當地劣紳劉揚輝向清政府密報，被迫中止計劃，將各隊民軍疏散轉移
1911年11月9日，柳州響應武昌革命，發動起義。劉震寰是參與組織者之一。他同柳州同盟會革命黨人率領敢死隊衝進柳州清政府各衙門，逼迫道臺、知府、知縣、總兵交出軍政大權和官印，宣佈柳州獨立，成立右江國民軍總機關。隨後，整編地方武裝和會黨綠林武裝，組編成兩個支隊的民軍，劉震寰被任命爲第一支隊司令(起義軍官、同盟會員宋洪爲第二支隊司令)，駐紮北郊，進行整訓。隨後，劉古香回柳州就任右江軍政分府總長，1912年3月，陸榮廷下令撤銷各地軍政分府，劉古香改任廣西陸軍第五路統領，劉震寰被任命爲幫統(另一幫統爲起義軍官劉炳宇)，協助劉古香督理軍務
1913年，孫中山發動“二次革命”，劉震寰力主發動響應，併成立討袁軍，被推爲討袁軍總司令，周毅夫爲副司令，準備誓師北伐討袁。9月13日深夜，倉猝發動，鳴槍示威，誓師起兵。由於隊伍多是綠林分子，缺乏紀律，一時秩序大亂，劉震寰不能控制，局勢陷於惡化。劉古香之妻馬電、兒媳楊澧、祕書長樑潤生被亂槍打死，劉古香越牆傷足，令王植槐率新兵營部隊進城，維持秩序。隨後，沈鴻英發動兵變，並電告陸榮廷，謊報柳州劉古香、劉震寰發動叛變。陸榮廷電令陳炳焜從桂林出兵鎮壓，派賁克昭等率隊夾攻柳州。劉震寰率領討袁軍先遣隊突圍過江，打出柳州，又被追擊，在城外四方塘一帶潰散。劉震寰喬裝繞道逃往香港，待機再起。
1917年，劉震寰投奔桂林，依附廣西督軍陳炳焜，認敵爲友。陳炳焜委任他爲巡防營副司令，批准他成立4個連的步兵，駐紮平樂等地“剿匪”。劉震寰趁機招兵買馬，擴充隊伍。1920年夏，劉震寰部奉調梧州，他揹着桂系，暗通粵軍，被委爲廣西陸軍第一師師長。1921年6月，當粵桂兩軍在梧州交戰時，劉震寰倒戈反桂，策應粵軍，使桂軍迅速潰敗，結束舊桂系統治廣西的局面。此後，劉震寰率部進駐柳州，又開赴河池、南丹一帶追擊舊桂系殘部。
劉震寰倒向粵軍，趁反桂之機，繼續擴大隊伍，暗中圖謀不軌。1922年奉廣州大總統府命令阻擊違令撤回雲南的滇軍時，明阻暗放，讓滇軍返回雲南，還私自送給大批銀洋給原雲南督軍唐繼堯作路費，設下日後聯滇反粵的機巧。
1922年12月，孫中山以大元帥名義委任劉震寰爲中央直轄西路討賊軍桂軍總司令。劉震寰在藤縣就任司令新職，並將部隊擴大爲3個師，進兵廣州，於次年1月16日佔領廣州。他駐廣州時，縱容部下大開煙賭，強徵稅收，強佔民房，引起粵人憤怒。隨後，劉震寰奉命調往花縣追擊沈鴻英殘部，將其擊潰;再調惠州，追擊叛軍。作戰中，劉震寰腿部中彈負傷。
1924年1月，劉震寰被選爲國民黨第一次全國代表大會候補中央監察委員。是年9月，其部改稱建國軍之桂軍，劉震寰任總司令。11月6日，廣州大元帥府任命劉震寰爲廣西省省長。他擬率部回桂任職，遭到李宗仁、黃紹竑拒絕，未能返回廣西，仍駐廣州。12月，大元帥府改任劉震寰爲建國軍桂軍第三軍軍長。
1925年2月，劉震寰祕密到昆明聯絡雲南軍閥唐繼堯，密謀出兵奪取廣西，再進兵廣東，推翻大元帥府。事爲大元帥府所偵悉，於是未敢行動。3月18日，唐繼堯乘孫中山逝世之機，企圖派兵下廣東奪權。祕密派人與劉震寰商議，聯合佔領廣州，改組大元帥府，實行所謂“聯省自治”。國民黨中央執行委員會獲悉唐繼堯的奪權陰謀，通電討伐唐繼堯，並向劉震寰曉以大義，勸他放棄聯滇主張。但劉震寰表面奉承，暗行叛道。是年4月，劉震寰與滇軍總司令楊希閔在廣州聯名發表宣言，指責國民黨中央執委會，擁護唐繼堯上臺當“聯帥”。劉震寰一邊準備率隊回廣西，一邊繼續與唐繼堯勾結，並暗中與北洋軍閥段琪瑞、廣東叛軍陳炯明的代表密謀，打算內外夾攻，顛覆廣州國民政府。6月5日，大元帥府下令免去劉震寰職務，聽候查辦。當天上午，劉震寰和楊希閔部公開叛亂，佔領廣東省長公署及粵軍總司令部，散發傳單，反對廣州國民政府。6月12日，廣州國民政府軍向劉震寰、楊希閔叛軍發起總攻，叛軍被擊潰，大部繳械投降。劉震寰變成光桿司令，挾帶200萬元軍款逃往香港藏匿。
劉震寰在香港窮途潦倒，常吸鴉片，又嗜嫖賭。後又到昆明，投靠雲南省主席龍雲，被聘爲雲南省政府顧問。1937年5月國民政府任命劉震寰爲陸軍中將。1945年底劉震寰又返回香港定居。1972年病死在香港。
