2001年，刘俊秀担任「新竹市非核家园行动联盟」的召集人（黎慧琳 2001），然后又任「永续发展联盟」召集人的工作（黄宏玑 2004），持续他过去的环保关怀。2005年，刘俊秀争取民进党新竹市市长选举未果，在党内初选中败给了担任新竹三届市议员的郑贵元（潘国正 2005；毛炽伦 2005）。2009年4月23日，民进党中执会通过征召刘俊秀参选2009年年底的新竹市长选战。刘俊秀表示，他会跳脱蓝、绿思维，以具体的政见与理念，争取选民认同（李青霖 2009）。2014年8月19日，刘俊秀与交大统计