冠雄在大东沟海战中同日本海军交战，在战斗中果敢操船，十分善战。后来他获得袁世凯赞赏。1895年1月，在威海卫海战中，靖远舰被击沉，刘冠雄被救出。甲午战争结束后，刘冠雄因大东沟海战的功绩而被留在海军中。1898年（光绪24年），升为当时中国最大的战舰海天舰的管带。1904年（光绪30年），刘冠雄奉命率海天舰自秦皇岛赴江阴装运军火。途中，尽管天气恶劣，但刘冠雄不顾大副杜锡珪的谏止，仍命该舰急速前进，以及时完成任务。结果，该舰在吴淞口附近海域触礁沉没，酿成重大事故。然而，经过袁世凯的力保，刘冠雄仅被革职。