正德十三年，明武宗在古北口行猎，讲招朵颜卫花当、把儿孙等设宴，刘士元上疏劝阻。当时武宗抵达河西务，指挥黄勋假意供奉而行扰民，刘士元负责按察。黄勋恐惧，于是逃到皇帝行在处，通过太监等关系向武宗诋毁刘士元，称其听闻皇帝驾到，而命民间尽嫁其女，藏匿妇人。武宗听后大怒，命其裸背捆绑面讯。当时在野外没有廷杖，所以取生柳束痛笞四十下，几乎死去，放置于槛车驰入京，并一同逮捕知县曹俊等十余人，一同下诏狱。都御史王璟及科道陈沾、牛天麟等交章论救，不予批报。随后贬为麟山驿丞。明世宗继位后，恢复官职，出任湖州府知府，迁湖广副使。在任期间，他修荒政，积粟至百万余石。嘉靖九年，接连升至右副都御史，巡抚贵州。三年后被罢免。