Va ser instrumental en derrotar els senyors de la guerra rivals de Chiang a la Guerra de les Planes Centrals i expandir el poder militar del KMT al llarg de la dècada de 1930 derrotant les forces comunistes xineses a la província de Henan. Chiang Kai-shek el va recompensar nomenant-lo governador de la província de Hennan i anomenant un comtat en el seu nom. Quan va esclatar la Segona Guerra Sinojaponesa, Liu va ser nomenat vicecomandant de la primera zona de guerra i comandant en cap del 2n Grup d'Exèrcits. En aquest moment, semblava haver perdut gradualment la seva destresa militar, i l'Exèrcit Imperial Japonès va sobrepassar fàcilment les seves forces i va trencar les línies defensives xineses tot i ser molt inferior en nombre. Liu va ser forçat a abandonar gran part de la província de Hebei al nord de la Xina i aquesta derrota va contribuir a la inundació del riu Groc de 1938
, després de la qual cosa va ser alliberat dels seus llocs per Chiang. Quan el govern nacionalista es va retirar a Chongking, Chiang el va nomenar de nou com a comandant de la defensa aèria de la ciutat. Quan l'aviació japonesa va començar a bombardejar Chongking, el lideratge de Liu va ser massa ineficaç per aturar els atacs terroristes japonesos i aixecar la moral dels civils. Va ser acomiadat una vegada més el 1942.