冠雄自己对袁世凯称帝并不十分赞同。1916年（民国5年）1月，刘冠雄离开北京南下，以加强对海军的统制，但消极讨伐护国军。同年6月袁世凯死去，刘冠雄辞职寓居天津。同年7月，应国务总理段祺瑞的邀请，刘冠雄在段祺瑞内阁中再度出任海军总长，后来又连续担任王士珍内阁、钱能训内阁的海军总长。刘冠雄认为增强海军是国防的要务，所以积极推进増强海军的10年计划。但实际上，由于北京政府财力不足及重视陆军，使得该计划未能实现，仅在人材培养方面取得一定成果。1919年（民国8年）12月，刘冠雄辞去海军总长职务。1922年（