Etter opprettelsen av Folkerepublikken Kina gjorde Mao Zedong seg klar til å støtte Nord-Korea i Koreakrigen. Mao beordret Liu til å reise til Sovjetunionen for å drive lobbyvirksomhet til deres hjelp og begynte å trene kinesiske piloter basert på den sovjetiske modellen. Liu ble derfor utnevnt til øverstkommanderende for flyvåpenet til Folkets frigjøringshær i 1949. På daværende tidspunkt hadde det kinesiske flyvåpenet kun 15 MiG-jagerfly til rådighet. I 1955 ble han general.