刘茂恩，字书霖，河南巩县人，生于1898年6月8日(清光绪二十四年四月二十日)。父刘惟永是小商人，长兄刘镇华系民初军阀，曾任陕西督军、省长。
刘茂恩幼读私塾，后入小学，1913年入洛阳河南省立第八中学。1915年10月被刘镇华保送到北京袁世凯办的混成模范团第二期辎重科受训，1917年7月毕业后，入保定陆军军官学校学习。
1919年3月毕业，到陕西刘镇华军中，先在军官教育团执教，后任连长、营长、团长等职。
1925年4月胡、憨战争中，刘镇华支援憨玉琨，被胡景翼击败。刘茂恩参加了这次战争，战后随刘镇华逃到山西，投靠阎锡山。
1926年春，刘镇华企图重返陕西，决定攻打西安。4月，刘茂恩参与刘镇华率领的镇嵩军，围攻西安八个月之久。11月被国民联军抄袭，败退河南陕州。1927年4月，刘镇华率部加入冯玉祥的国民联军，被编为第二集团军第八方面军，辖五个军，刘茂恩任第四军军长。
1928年5月，刘茂恩参与北伐，先后在山东、河北打败直鲁联军和奉军。6月，第八方面军改编为第十一路军，名义上直属中央，实际上归阎锡山节制，驻防豫西。
1930年5月蒋、冯、阎中原大战爆发后，刘镇华出国游历，刘茂恩代理第十一路军总指挥兼第十五军军长，受阎锡山令，到豫东参战。其时，第六路军总指挥万选才率部东进抵开封后，被阎锡山任为河南省主席。
刘茂恩与万选才有宿怨，8月，冯、阎军在陇海路失利后，万选才部向后退却经过刘的防地时，刘派人将万扣押，送交蒋介石，并在蒋重金收买下率部倒戈投蒋，使冯、阎军受到沉重打击。刘投蒋后，先后任陇海路左翼军第四守备区司令、平汉路左翼军第四纵队指挥官。蒋介石战胜冯、阎后，对刘茂恩奖赏有加。
1933年5月，刘镇华任安徽省主席，不久兼鄂豫皖边区“剿匪”总司令;刘茂恩任安徽省第三区行政督察专员，兼保安司令。他所率领的第十五军成为刘镇华部参加“围剿”红军的主力。
1934年10月，方志敏率领工农红军北上抗日先遣队经皖南北上时，刘茂恩部进驻屯溪阻截，于1935年1月24日将方志敏俘获。以后，刘又率部入川追击工农红军。1936年刘兼任豫鄂皖边区第二绥靖区司令官。