1908年 出生在云南河西县（现通海县）一个贫苦家庭里，八岁时父母双亡。
1925年 昆明华安机器厂做工，通过政法学校工人夜校的学习走上革命道路。
1926年 昆明总工会成立，开始从事工会工作。
1927年 8月加入了中国共产党，11月参加云南省委训练班的学习，12月和省委书记王德三出席了蒙自十几个县的农民协会代表大会，被选为云南省委委员。后受党的委派到滇越铁路芷村车站以修理火车头做掩护，建立了党的地下交通站。云南党的领导由昆明转至农村、矿山和铁路。以滇越铁路、个碧铁路和个旧为重点。成立了省工人运动委员会，铁路各站成立了工会秘密组织。
1928年 当选中共铁委委员。我党领导的斗争，仅云南铁路就达十三次。
1929年 从苏联参加第六次党代会回国的王德三在蒙自召开了省党代会，刘林元被刚成立的省委选为省委委员，担任省总工会党团书记，年底全总通知刘林元作为中国铁路工人代表到莫斯科出席世界第五次职工代表会。刘少奇任中国代表团团长。
1930年 4月抵达莫斯科后，学习了三个月的游击战术，8月出席了世界第五次职工代表会。会后到苏联各地参观，看到了由工人阶级领导的苏联社会主义建设的伟大成就。
1931年 回到上海后中央考虑要在红军中充实工人干部，派他到江西红军工作。此时，云南地下党遭到严重破坏，中组部孔原找他谈话，决定派刘林元、李介民、江继川回云南重建云南地下省委。5月在赴云南途中的越南交界地--河口，由于叛徒江继川出卖被国民党逮捕，无论在法庭上还是在昆明模范监狱中刘林元和敌人进行了坚贞不屈的斗争。
1937年 西安事变后国共合作，释放政治犯。坐了七年监狱的刘林元出狱后立即找到了党组织。在开远抗敌后援会工作。
1938年 经组织决定，刘林元和施界、王锡麟、陈开明、岳昆一行五人从云南步行到延安学习。年底在延安抗大第四期五四大队，任总支委员。后在延安中组部训练班第二期担任行政队长、支部书记、总支委员。
1939年 被延安职工学校校长张浩调到延安职工学校任总支书记。1月24日在延安的刘林元和朱家壁向中央组织部陈云、李富春写了《我们对于将来回云南及滇军中工作意见的报告》。
1940年 在延安中央党校35、41班学习，任支部委员。
1941年 派到内蒙古大青山绥西任地委组织科长。深入敌后做地下工作。
1945年 抗战胜利后受绥蒙区党委指派，接管平绥路西段任工会副主席，路委委员，代理管理处处长。
1947年 亲历了战争残酷考验，在大同战役中负伤。调方山火柴厂任副厂长、支部书记。随即调军区后勤部军工部七厂任厂长。
1948年 在哈尔滨出席了第六次劳动大会，任西北代表团副团长。大会结束后沈阳解放。被派接收工厂。任东北本溪煤铁公司总工会主任。这个公司和鞍山钢铁公司同为东北的两大公司，下属有铁路，工厂、矿山情况非常复杂。
1949年 解放大西南在即，被中央指派到西南服务团任云南支队队长。
1950年 2月随陈庚、宋任穷率领的解放军第四兵团进入昆明，云南和平解放。在解放后成立的第一届云南省委任省委委员，云南省总工会主席（1953--1963），云南省第一届劳动局长。
1955年 任云南省委监委书记，省委常委。
1958年 云南在“刮五风”时，发生水肿病死了人，刘林元到红河州调查情况属实即向省委报告。云南省委向中央写了报告。毛泽东于1958年11月25日对此报告做了重要批示。
1962年 担任云南省人民政府 云南省副省长
1963年 兼任云南省人委农林水利办公室主任。
1967年4月21日 刘林元被四人帮迫害致死，享年59岁。
1978年6月28日 十二年后，云南省委为刘林元同志举行了骨灰安放仪式。由省长张冲主持，省委书记张铚秀致悼词。
补充资料
1.解放后历任中共第八次代表大会代表；中华人民共和国第三次代表大会代表；云南省第一、二、三届人民代表大会代表。
云南省人民委员会委员，云南省省委常委，云南省副省长；全总七届执行委员会委员；云南省农林办公室主任，云南省总工会主席。云南省委监委书记。曾兼任中越友好协会云南分会会长，中国人民保卫世界和平委员会云南省分会副主席。
2.1949年刘林元、徐克夫妇按中央指示离开本溪到了沈阳，准备南下。按指示他们把好的东西如皮鞋、大衣和衣服等从日本缴获的战利品上交了组织。轻装上路，到了南京见到宋任穷，宋政委领导包括三个支队云贵川的西南服务团。刘林元任云南支队队长。大部队向西南进军，到湖南后，情况复杂，土匪很多，还有国民党残余部队骚扰，对我军进行袭击，扰乱，造谣。在南京很多青年学生报名参加服务团。云南支队有两千人左右，其中有不少是技术人员、大学生，还有从国外回来的人。从南京出发前，我们对情况做了分析，分队编组，对学生和高级知识分子更是悉心照顾，爱护他们，每到一个宿营地，我们坚持解放军作风，不损害群众丝毫利益。刘林元同志特别强调要做好青年学生和技术人员的工作，不能让一个人开小差。支队的政委、参谋长每天和他在一起，，每到一个新的地方，他总是先安排支队和各大队的宿营地，一切都安顿好了，他才随便找个地方住下。因为土匪多，他和学生队一起步行，他曾对在技术队当指导员的徐克说，这么多学生跟我们走不容易，特别是那些进过大学和出过国的人，一定要好好做他们的工作。中国的知识分子不多，但知识分子里有爱国思想的比较多，我们必须认识到这一点，一定要尽可能帮助他们。他尊重知识分子，从不歧视他们。他没有上过学，读书不多，常恨自己知识有限，所以很重视知识分子。工农干部有这个认识实在难得。
3.1958年由于”浮夸风”“共产风”盛行，农业生产受到损失，集体经济遭到破坏，百姓生活发生困难。一些人却不敢面对现实，如实反映情况。刘林元下乡实地调查，看到确有肿病饿死人的情况。他敢于实事求是如实向省委汇报，随后云南省委向中央写了报告：“这年春夏之间，云南发生了水肿病，引起严重死亡情况，原因是紧张持续的苦战，对群众的生活缺乏注意。”毛泽东于1958年11月25日对此报告作了重要批示，指出了问题的严重性，提出了解决的办法：“1.任务不要提得太重，不要超过群众精力负担的可能性，要为群众留点余地;2.生产生活同时抓，两只腿走路不要片面性。”（见毛泽东“一个教训”的手稿。毛选第七卷，人民出版社1999年版，地451页”）。
据红河州州委书记黄天明回忆：当时情况紧急，刘林元到红河州检查工作，见到已经饿死了人，他毅然决定开仓放粮赈灾，向农民发放救命粮。动用国库的粮食要承担巨大的风险，但襟怀坦荡的，心里只想着百姓的他，掷地有声的说：”对党负责和对人民负责是一致的，人命关天的事不能犹豫，想斩后奏。一切责任由我承担。”当时毛泽东的批示非常及时，对全党纠正五风，关心群众生活，落实党的经济政策起到了重要的作用。
摘自徐克1980年口述历史《刘林元同志》
