刘转连出生于1912年，湖南省茶陵县石陂村人。1930年，刘转连参加了共青团，同年，他参加了红军。参加红军之后，刘转连主要活跃在湘赣根据地，参加了湘赣根据地的反“围剿”作战以及西征。
1935年11月，刘转连跟随红二军团与红六军团参加了长征，长征期间，刘转连担任了红六军团第17师师长。红二军团与红六军团合编为红二方面军之后，刘转连改任第6军模范师师长。也就是说，长征时期的刘转连已经是师长了。
1936年10月，红军三大主力在甘肃会师，刘转连也见证了长征的胜利。在这之后，刘转连进入抗日军政大学第二期，系统地学习了革命理论与军事理论。抗日战争全面爆发后，刘转连担任了八路军第120师第359旅第717团团长。此后他主要活跃在晋西北根据地，担任了陕甘宁晋绥联防军第359旅参谋长，参与领导了根据地的大生产运动以及反“扫荡”，巩固与发展了晋西北抗日根据地。
1945年6月，359旅等部队组成八路军南下二支队，刘转连担任司令员，此后他率部南下，横穿晋西北，翻越吕梁山，渡过了黄河，很快就进入了河南境内。到河南后不久，日本侵略者投降的消息传来，正在率部南下的刘转连也接到上级命令：停止南下，立即北上，向东北挺进。
就这样，刘转连率部奔赴东北。到东北之后，359旅番号恢复，他继续担任359旅旅长，指挥部队一路从南满、东满打到北满，剿灭大量土匪，并建立与恢复了基层组织，使得东北的革命形势迅速发展壮大。
不过，在连番胜利中，刘转连也遇到过挫折。当时是1947年1月，359旅改为独立第一师，刘转连继续担任师长。不久后，独一师在刘转连的带领下渡过松花江，向德惠方向前进，准备攻打从德惠增援靠山屯的敌人。
歼灭靠山屯的敌人后，独一师收到指示，上级要求他们迅速南下，截击由农安出来增援靠山屯回窜的敌人。当时的情况是独一师只能出动一个营，后面其他的友军师还在生火做饭，进行后勤补给。于是刘转连当机立断，率领一个营急行军一天多时间拦住敌军，但因为敌军是一个师的兵力，所以最终敌军主力还是逃脱。
这件事发生后，上级非常生气，刘转连也是有苦说不出。此后刘转连受到严厉的批评，职务也由独立一师师长降职为独立三师副师长。不过，遭遇降职后，刘转连不气馁，一个多月后，他率领独立三师全歼国民党第六十军一个团，立下大功。战后，刘转连晋升为师长。
东北解放之后，刘转连随军入关，参加了平津战役。后续刘转连继续南下，新中国成立后，他留在江西工作，担任了赣西南军区第二副司令员、48军军长兼赣西南军区司令员、41军军长兼粤东军区司令员等职务。1955年授衔时，刘转连被授予中将军衔，成为开国中将之一。
在这之后，刘转连又担任了旅大警备区司令员、沈阳军区副司令员、沈阳军区顾问等职务，继续投身我军的各项建设，并发挥了积极的作用。晚年的刘转连主要生活在广州，于1992年因病去世，享年80岁。
