刘桂五，字馨山。1902年7月4日出生于朝阳县六家子乡八家子村的一个贫苦农民家庭。
1924年到宋哲元部当学兵，后入热河白凤翔部任排长、少校连长、上校团长。
1931年“九一八”事变后，东北军奉命撤入关内，先后在河北、陕西和甘肃等地驻防。
1934年刘桂五又被选入庐山军官训练团第三期受训。
1935年，蒋介石成立“西北剿匪总司令部”，调东北军到西北与共产党军队作战。刘桂五对蒋介石的不抵抗主义强烈不满，曾向张学良请求率领500士兵回热河抗日。
1935年冬，东北军经整编成立了骑兵军，军长何柱同，副军长黄显声。黄显声是东北军中赞成抗日主张、最早靠近中国共产党的爱国将领，在他的周围有一批中共地下党员，刘澜波就是其中负责人之一。
刘的公开身分是黄显声的秘书，中共地下党员王再天的公开身分是张学良派驻骑兵军的联络参谋。刘桂五任骑六师第十八团上校团长，驻防庆阳县驿马关一带，距军部15余公里。刘桂五先后结识了刘澜波和王再天，因为有共同的抗日救国思想，使他们很快结成知心朋友。在一次谈话中，刘桂五激动地说：“咱们的枪炮，来自东北3000万同胞的血汗，养兵千日，用兵一时，‘九一八’日本侵占东北，咱们不战而退，眼看着东北同胞当亡国奴。咱们这些守土有责的军人，为什么迷信蒋介石的不抵抗主义，把东北大好河山白白丢掉?”刘桂五非常赞成“中国人不打中国人”的口号。曾主动帮助和掩护过学生的爱国行动，使打死敌伪特务的几名学生免遭追捕。
刘桂五领导的十八团，是骑兵六师的主力。刘与其师长白凤翔是患难之交。刘桂五的抗日爱国思想，直接影响到白凤翔，又加黄显声的进步思想影响，骑兵师很少与红军发生摩擦，特别是骑六师与红军经过多次交往，结成了友谊关系。
1936年，在纪念“九一八”事变5周年时，红军代表朱瑞与骑六师代表共同签署了“停止内战，抗日救国”的4条秘密协议。在第二至第四条中，骑六师向红军做出了“不受命进攻红军”；为免误会，“骑兵行动要事先通报红军”；在“可能与需要时互作友谊退让，以实现抗日利益为原则”。
刘澜波、王再天十分赞赏刘桂五的思想和为人，曾多次建议张学良的侍卫副官陈大章，希望他能把刘桂五推荐到张学良身边工作。张学良根据陈大章的推荐，当年秋季即调刘桂五到西安待命。此间他参加了张学良、杨虎城于王曲镇举办的“军官训练团”和张学良在东北军中秘密组织的“抗日同志会”，并被留在侍卫副官处工作。
1936年12月4日，蒋介石率领国民党文武大员和亲信保镖队宪兵第三团飞到西安，坐镇临潼华清池，摆出与张、杨两将军最后摊牌的架式，强迫张、杨执行他的“剿匪”计划。在这之前，张学良为抗日救亡，曾多次向蒋介石进行过“苦谏”、“哭谏”，都无济于事。在此种情况下，张学良被逼只有“兵谏”这最后一举了。在这个关系到国家和民族存亡的紧要历史关头，他毅然决定对刘桂五委以重任。12月8日，张学良将刘桂五召到他的公馆西楼，经过亲自试验刘桂五的忠心和胆略之后，面授如何逼蒋团结抗日机宜，刘桂五毅然接受。随后，张学良命华清池警卫队长王玉瓒率部协同刘桂五等执行捉蒋计划。
1936年12月8日，张学良召刘桂五等人商讨捉蒋事宜，决定由骑兵六师师长白凤翔、卫队二营营长孙铭久等人和刘桂五共同担负捉将重任。
1936年12月12日，刘桂五等人顺利完成捉蒋任务，12月14日便被张学良提升为骑兵六师少将师长。
一九三七年，抗战爆发，国民政府命令打响抗战第一枪的马占山将军在大同组建东北挺进军，做出收复东北态势，其主力即为骑三师井得泉部与骑六师刘桂五部。由于敌我力量悬殊，察绥大部失陷，靠东北挺进军杀回东三省的可能性显然太小。但马占山毅然向北移军大青山畔的哈拉寨，以游击战术纵横伊克昭草原，并不断率军翻越大青山，向日军腹地攻击，成为晋绥侧翼的一支重要力量。八年间日军始终无法在这个地区彻底驱逐马占山所部。
东北军骑兵部队在敌后的作战一度有声有色，马占山之外，白凤翔的热河挺进军也曾威胁多伦，辗转转战，1939年才在日军重兵攻击下于固阳兵败，地点和刘桂五战死处仅距离几十公里。在几次穿越大青山的作战中，刘桂五利用绥远地广人稀的特点，充分运用骑兵快速，凶狠的优点，打了就走，屡立战功。一九三八年三月，为了配合傅作义部反攻绥远的作战，马占山部再次翻越大青山，在日军背后发动攻势，乘虚攻占凉城，河口，托克托等地，生擒伪蒙古军骑四团团长门树槐，刘桂五并率骑六师攻占萨拉齐火车站，活捉伪蒙康王（后作为俘虏送归重庆）切断平绥铁路。
傅的反攻和日军(驻蒙军司令莲沼蕃中将、第二十六师团后宫淳中将）在晋北发动的攻势恰好撞车，损失较大，但日军因为平绥铁路