性兵力围困杨虎城、李虎臣、卫定一等据守的西安，但未能攻破。1926年（民国十五年）9月，五原誓师后，冯玉祥率国民军主力进行反击。刘被陕西的国民军和从绥远出击的国民军主力夹击而大败。此后，刘镇华见直系与奉系败意浓厚，便投降了冯玉祥。刘的军队被改编为国民革命军第8方面军，参加北伐。北伐结束后，刘任阎钖山指挥下的第11路军总指挥，因冯玉祥、阎钖山同蒋介石发生对立，刘为避免被卷入纷争，将第11路军总指挥的指挥权交给其五弟刘茂恩，自己则到日本、德国游历。刘镇华游历期间，刘茂恩在中原大战中投向蒋介石。此后，刘镇