1931年（民国20年）2月，中国国民党元老胡汉民遭到蒋介石软禁。刘纪文随汪兆铭（汪精卫）、孙科、古应芬参加了反蒋的广州国民政府，刘纪文任政务委员。1931年夏，随广州方面的外交部长陈友仁共同访问日本，与日本外相币原喜重郎就中日关系举行会谈。其后，九一八事变爆发，中国各派大团结。12月，刘纪文任中国国民党第四届中央执行委员、革命债务调査委员会委员。1932年（民国21年）3月21日，国民政府西南政务委员会决定刘纪文代理广州市市长。1932年3月28日，刘纪文在广州市政府举行的典礼上就职。同日，刘纪文任命