，帮孙中山成立护法政府，并担任护法国会众议院议员、山东招讨使，负责山东省军务，协助南方的革命军北伐。其间，刘冠三在徐州率军击败山东督军张树元部。1922年，第二次恢复国会时，刘冠三继续任众议院议员。曹锟贿选时，丁惟汾、王乐平等议员离开北京赴上海，刘冠三患肺癌未离开北京，并为曹锟投票。1925年，刘冠三因肺癌在北京病逝。1928年，刘冠三迁葬高密县城西岭三星台。1987年6月，迁葬高密县烈士陵园。