刘东武入伍后，随部队参加了平津战役、太原战役，在战火中得到了很大的锻炼。由于他工作积极、作战勇敢，入伍不久就光荣加入中国共产党，担任了班长。
1951年6月，刘东武随部队奉命参加抗美援朝，入朝后就参加了秋季防御作战。10月，第67军奉命在金城以南地区担任防御作战任务，刘东武所在的598团3营8连奉命在734高地组织防御，抗击美第9军指挥的美军和南朝鲜军各一部的进攻。2排长和副排长刘东武率领全排坚守734高地的11号阵地。10月13日凌晨，敌人向志愿军阵地持续炮击4个小时。9时许，组织8个营的兵力，向金城东南的榛岘里至巨里室发起进攻，敌军1个排在近距离火炮的支援下，向11号阵地发起猛攻。
5班是2排的前沿班，离排主阵地30多米远，由副排长刘东武带领并配属1个轻机枪小组进行防守。刘东武前几天还在野战医院养病，一听说连队接受了战斗任务，就坚决要求回到前沿来，虽然他病还未痊愈，但在阵地上却生龙活虎。为了有效杀伤敌人，他决定把敌人放近了再打。50米、40米……只听刘东武大喊一声“打！”第一个把手榴弹投向敌军，紧接着，5班的轻机枪、冲锋枪喷出火舌，一刹那就打倒了20多个敌人，敌人的第一次进攻被打退。
敌人冲击失败后，呼唤空中火力对志愿军阵地进行狂轰滥炸，并再次组织兵力发起冲击，来势更加凶猛。但刘东武沉着指挥，连续打退敌人多次进攻，阵地上的电话线被炸断，通往连队主阵地的道路也被左翼的敌人封锁住。天黑以前，很难得到上级的指示和支援，他们勇敢沉着地依靠自己力量单独作战。
激烈的战斗继续着，敌人炮火猛烈的轰击这个光秃秃的小山头，前沿工事大部分被炸平，单人掩体也没剩下几个，整个阵地到处硝烟弥漫。正向敌人猛烈扫射的刘东武突然中弹，下颌被炸掉一块，5班长见状大喊：“副排长受伤了，快来人包扎！”刘东武忍着剧痛说：“不要管我，打敌人要紧！”就这样他依然英勇指挥战斗，直到打退敌人的进攻。战斗间隙，刘东武来到排指挥所报告情况，在2排指挥的副连长焦文生看到他的下颚被炸伤，脸颊和前胸沾满鲜血，急忙让人给他包扎伤口，命令他下去休息。他急切地说：“我没事，轻伤不下火线，党员就得冲在最前面！”副连长知道刘东武的脾气，他就是剩下一口气，也会和敌人拼到底。
太阳偏西，敌人的炮火开始猛烈轰击，又一轮残酷搏斗展开了。敌人打来1发毒气弹，在阵地前沿爆炸，4名战士中毒，刘东武也晕倒了，他们被抬到掩体里急救。当刘东武醒来，听到前沿的枪声，立即咬着牙站起来，一转身就冲了出去。这时，敌人4个排在8架飞机、15辆坦克的掩护下，展开连续冲锋。面对数倍于己的敌人，刘东武和战友们一起依托有利地形和工事，顽强抗击。他身上7处负伤，右臂被打断，仍然坚持战斗，在他的感召下，5班战士视死如归，越战越勇，打退敌人多次进攻。
敌人依仗人多武器好，从西侧连续向正面攻击，刘东武沉着指挥，带领5班人员英勇战斗，子弹打光了就用石块砸，敌人攻入阵地就进行肉搏战，与敌人展开殊死较量。战斗到最后，阵地上只剩下刘东武一个人，他镇定地伏在交通沟里。当敌人冲上来时，他果断拉响阵地上最后一根爆破筒，径直冲向敌群，炸死敌人一片，自己壮烈牺牲。
为表彰刘东武同志的英雄事迹，1951年12月19日，中国人民志愿军给刘东武烈士追记特等功；他生前所在的2排被命名为“刘东武英雄排”。
