Under «den lange marsjen» tjente Liu i Den røde armé (forløperen til Folkets frigjøringshær) som stabssjef. Liu skal ha holdt ut ni dager og netter i strekk på en klippestein for å holde øye med sine styrkers kryssing av Yangtze. Lius med lederen av Yifolket, Xiao Yedan, muliggjorde en trygg transitt gjennom Yi-området. I makt- og kursstridighetene under «den lange marsjen», mellom tilhengerne av Mao Zedong og Kominterns agenter rundt Otto Braun (), stod Liu på Maos side, særlig under den avgjørende Zunyikonferansen.