早年经历
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，累官至御史中丞，卢龙行军司马。当时，卢龙的治所幽州北处边境，常受乌桓、鲜卑等族的侵扰，刘济率军攻击，大败之，深入千余里，虏获不可胜纪，边境遂安。贞元年间，唐朝优容藩镇，节度使大都骄横不法，只有刘济对朝廷最为恭顺，进贡不断，因此唐德宗也很信任他，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，唐宪宗时，再进位侍中。
元和初年
元和初年，唐宪宗命诸藩镇出兵讨伐成德节度使王承宗，诸军大多迟疑不进，魏博节度使田季安甚至出兵帮助王承宗，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？”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，此正使潞人以燕卖恩于赵，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，给下令军中：“五日毕出，后者醢以徇！”
率军克饶阳
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，但此时刘济忽然生病，朝廷也赦免了王承宗，于是刘济率兵回镇，以功拜兼中书令。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[1] 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。
为父发丧
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。
