Liu sudah pernah memiliki pengalaman bertarung melawan Jepang pada 1933 selama Pertahanan Tembok Raksasa dimana ia merasakan luka ringan. Saat perang melawan Jepang benar-benar pecah pada 1937, ia bertempur di Pertempuran Taierzhuang dan Wuhan. Pada 1939, ia dipromosi menjadi komandan brigade dan komandan garnisun Changsha, melawan Jepang di Pertempuran Changsha Pertama. Pada 1941, komandannya Guan Linzheng mengangkatnya untuk menjadi komandan divisi ke-2, pasukan ke-58 sementara mereka berada di Yunan. Pada 1945, ia memimpin pasukannya ke Vietnam untuk menerima penyerahan pasukan Jepang disana. Saat pasukan komunis bergerak menaklukkan wilayah Manchuria, Liu dan pasukan ke-58 bergerak melawan pasukan komunis yang dipimpin oleh teman seangkatannya, Lin Biao.
Perang Saudara Tiongkok
Pengamanan Shenyang
Pada September 1945, Tentara MerahUni Soviet menguasai Shenyang sampai dengan Maret 1946. Setelah Tentara Merah meninggalkan Shenyang, pasukan Kuomintang menguasai kota tersebut. Tidak lama kemudian, Tentara Pembebasan Rakyat melancarkan serangan besar di Shenyang. Saat itu, Liu merupakan komandan Kuomintang tertinggi yang berada di Shenyang dan harus melawan mantan sekutunya yang juga teman seangkatannya Lin Biao yang memimpin pasukan komunis. Kedua komandan bertarung untuk menguasai kota tersebut dan pada akhirnya Liu memukul Lin keluar dari Shenyang dan berhasil mengamankan kota. Atas jasanya, Liu dinaikkan pangkat menjadi letnan jenderal. Pertempuran ini merupakan perlawanan awal antara pasukan nasionalis dan komunis dimana pihak nasionalis memiliki keunggulan sementara.
Membangkang melawan perintah Chiang
Saat Kampanye Liaoshen sedang berlangsung pada September 1948, pasukan ke-52 pimpinan Liu menjadi bagian dari Kelompok Pasukan ke-9. Kelompok Pasukan ke-9 ditugaskan oleh Chiang Kai-shek secara langsung untuk mengamankan kota Jinzhou, namun komandan pasukan Liao Yaoxiang dan Liu tahu bahwa upaya tersebut adalah sia-sia. Keduanya kemudian berkata kepada Chiang jika upaya pengaman tersebut tidak berhasil maka mereka harus mundur ke Yingkou melalui jalur laut. Chiang beserta komandan wilayah Manchuria Jenderal Wei Lihuang menyetujui proposal mereka. Namun, Kelompok Pasukan ke-9 gagal menunaikan kedua tujuan mereka dan pada 26 Oktober, Liao Yaoxiang beserta 10,000 tentara nasionalis ditangkap oleh pasukan komunis sebagai tawanan perang.
Mundur dari Yingkou
Saat Tentara Pembebasan Rakyat memenangkan Kampanye Liaoshen, Kuomintang masih ada 50,000 pasukan di pelabuhan Yingkou dimana pasukan TPR melancarkan serangan terakhir di kota tersebut. Pasukan ke-52 pimpinan Liu bertahan di garis belakang melawan pasukan komunis sambil membantu mengevakuasi 50,000 tentara agar dapat mundur ke wilayah sekutu seperti Shanghai via jalur laut.
Pada 31 Oktober 1948, Liu menumpangi kapal terakhir saat pasukan komunis berhasil menembus pertahanan mereka serta senjata roket dan mortar mereka mulai meledakkan pantai. Setelah berhasil mundur dari Yingkou, Liu menjadi sangat emosional dan menangis karena ia tahu bahwa Kuomintang telah kehilangan wilayah Manchuria secara sepenuhnya.
