Han var medvirkende til at besejre Chiangs rivaliserende krigsherrer i Central Plains-krigen og udvide KMT's militære magt gennem 1930'erne ved at besejre kinesiske kommunistiske styrker i Henan-provinsen. Chiang Kai-shek belønnede ham ved at udnævne ham til guvernør i Hennan-provinsen og navngive et amt efter ham. Da den anden kinesisk-japanske krig brød ud, blev Liu udnævnt til næstkommanderende for den første krigszone og øverstkommanderende for 2. Armégruppe. På dette tidspunkt syntes han gradvist at have mistet sin militære dygtighed, og den kejserlige japanske hær overvældede let hans styrker og brød igennem de kinesiske forsvarslinjer på trods af at de var i langt større tal. Liu blev tvunget til at opgive en stor del af Hebei provinsen i det nordlige Kina og dette nederlag bidrog til 1938-Gulfloden oversvømmelse
, hvorefter han blev afløst fra sine stillinger af Chiang. Da den nationalistiske regering trak sig tilbage til Chongking, udnævnte Chiang ham igen som kommandør for byens luftforsvar. Da det japanske luftvåben begyndte at bombe Chongking, var Lius ledelse for ineffektiv til at stoppe de japanske terrorangreb og hæve civilmoralet. Han blev afskediget igen i 1942.