后.中华人民共和国成立后，刘震指挥部队参加广西战役。1950年10月，刘震任中南军区空军司令员。11月调任东北军区空军司令员。在朝鲜战争中，担任中国人民志愿军空军司令员。1951年9月，指挥与美国空军对战，三天击落美机26架，击伤8架，首创击落F-86军刀战斗机战绩。12月，指挥空三师再战美空军，共击落F-86飞机9架，F-84飞机4架，击伤F-86飞机2架。时任美国空军参谋长霍伊特·范登堡公开宣称：「共产中国已经成为世界上主要空军力量之一」。1954年3月，刘震任中国人民解放军空军副司令员兼东北军区