在第二次国内革命战争期间，刘复初发动和领导工农群众运动，组建人民武装，同国民党反动派进行英勇斗争。同时，为掩护党中央红军长征作出重要贡献。民国27年（1938）2月，赴延安参加抗日军政大学第四期学习。民国28年（1939）至民国35年（1946）10月，先后任中共中央政策研究室研究员兼陕北公学民族部政治教员、陕甘宁边区政府民政视察团副团长。

抗日战争胜利后，于1946年奉命赴东北工作。同年10月上旬，受中共中央东北局西满分局指派，刘复初到满洲里工作，任中共满洲里市工作委员会委员。同年冬，满洲里口岸开始转运苏联援助东北解放战争的军用物资。为保证军用物资及时运往前线，他经常深入到换装现场，帮助解决具体困难，并与工人们一起劳动。1947年3月28日，经民主选举，任满洲里市市长。1948年10月，任中共满洲里市工委书记、市长。1950年1月，任中共满洲里市委书记、市长。