1930年6月，红五军和红八军根据中共中央和中央军委决定合编为中国工农红军第三军团，彭德怀担任军团前委书记、总指挥，调中共湘鄂赣边区特委代理书记袁国平担任军团政治部主任。袁国平赴任前找到刘惠农，问：“小刘，红三军团前委需要一名秘书，你愿不愿意去？"到红军主力，特别是到彭德怀领导的红三军团正是刘惠农的愿望，他高兴得连连点头。
刘惠农
担任彭德怀第一任秘书闹笑话
第二天一大早，他就随着袁国平从黄金洞出发，到红三军团所在地平江县长寿街。经过几个小时的步行，他们跨进红三军团指挥部的大门，一位中年人迎上前去，与他们握手问好。袁国平拉着刘惠农上前介绍：“总指挥这就是刘惠农同志。”刘惠农惊喜万分，眼前就是令白狗子闻风丧胆的彭德怀。
“欢迎，欢迎！"彭德怀热情地对刘惠农说道：“小刘同志，你是前委第一个秘书，主要任务有三条：第一，负责保管前委的文件，有的要保存好，有的要及时处理掉。第二，要随时将部队的情况、反映、意见告诉我，以便及时处理。第三，你还要兼机关总支书记。交代完毕，他“希望你工作做得好。”
没过几天，部队就出发了，按照部队行军序列，刘惠农作为前委秘书，跟在彭德怀总指挥、滕代远总政委、邓萍参谋长的后面，以便随时接受任务。由于在此之前部队还没有秘书这个职务，传令排长看到一个小矮个儿的青年插在部队首长的中间，以为他是新来的警卫战士，便将他拉到队伍的后面去了。
休息时，彭总指挥回头没有看到刘惠农，忙喊道：“传令排长，刘秘书到哪儿去了?”“哪一个刘秘书?"传令排长好生迷惑，想了一下：“总指挥，是不是那个新来的小矮个战士?”说完跑到队部后面将刘惠农拉到彭总跟前。
红军时期彭德怀
“哈哈……"彭总开怀大笑，对传令排长说：“他不是一般战士，是前委秘书。"说毕，彭总站起来，拍了拍身上的土，大步朝前走。从此刘惠农就紧跟在彭总的后面，随时准备接受任务。
长征中假传军令调动一个团反受表扬
1932年8月，红三军团卫生部正式成立，刘惠农担任政委，负责党和行政的工作。他和部长何复生等首先着手建立正规的卫生系统，在军、师设立卫生部(处)，团设立卫生队，连队配备卫生员。同时制定了一些工作原则和规章制度，使彭雪枫、李天佑、姚喆、白志文等许多重伤危及生命的团级以上干部得到了及时的救治。
在高兴圩战斗中，红军缴获了一批药品，放在附近一个村庄里，一时无法将药品运走，而敌人已经逼近。他一时心急，忙向彭德怀报告：“总指挥，药品还没有撤走。”彭德怀一听上了火，将桌子一拍：“乱弹琴，为什么不撤走!”他诉苦道：“没有人啊。”彭总说：“好！给你一个营，立即转移！”他带领部队迅速执行任务。事后，彭德怀语重心长地说：“药是战士用生命和鲜血从敌人手中夺过来的，要是敌人再抢走，伤员就没有药治了，保护药品是何等重要啊!”
1934年10月，刘惠农率红三军团卫生部随中央红军开始了二万五千里长征。途中伤病员不断增加，尽管军团成立了民运部，协助运送伤病员，但力量仍然不够，他就动员卫生部所有成员，投入到运送伤病员的工作中。赤水战斗后，近300多名伤病员一时找不到老百姓无法转移，眼看敌人就要追上来了，他急中生智,拦住了十团政委杨勇：“总指挥命令你团把这批伤病员抬走。”杨勇一听是彭德怀的命令，二话不说，立即执行。假传军令是严重违犯军纪的，第二天，刘惠农向彭德怀作检讨：“总指挥，我假传了你的命令，请给予处分。"彭德怀一听，严肃地询问事情的原委。刘惠农报告毕，他紧皱的眉头舒展开来：'你这个命令下得好!"
1936年年底，中共中央军委任命刘惠农为总卫生部政委，他担任这个职务有三年多的时间，工作成绩卓著，多次受到毛泽东、彭德怀、王稼祥等中央领导的表扬，曾被授予一枚三等红星勋章。
转战东北坚守辽东军区南大门
1945年10月，刘惠农调任沈阳，与张学思、白坚等组成辽宁省军区,先后担任省军区副政委、政治部主任、东北人民解放军三纵队副政委、中共辽宁省省委委员等职。当时军事工作是第一位的，张学思、白坚、刘惠农等首先在沈阳成立了辽宁保安司令部，在沈阳市、抚顺市本溪、辽阳等城市设立保安司令部，组建一支1.2万人的部队。不久成立辽宁省军区，通过征兵、收编、改造东北地方旧式武装，组成了四个军分区，三个独立师。
张学思少将
“四保临江”和“三下江南"战役中，刘惠农和副司令员解方,政治部主任丁国钰率2个师、3个独立团在在长白山南面柳河、辉南、蒙江(今靖宇)一线起战略牵制国民党军。在整个战役中，辽宁省军区胜利地完成了辽东军区交给的把守南大门的任务，司令员萧劲光赞扬刘惠农道：“老刘，你这条战线非常重要，要是坚持不住，我们就垮了。”
1947年初辽宁省和省军区在土改中，一度出现了“左”的倾向，有人提出“贫农打天下，贫农坐天下”、“地主扫出门”、“地主不分土地”等错误的口号。张学思、白坚、刘惠农发现这些错误的苗头立即纠正，使土改运动健康地发展。但是，在1948年10月中共东北局的土改工作会议上，却被高岗指责为右倾主义，张学思、白坚、刘惠农受到无端指责。刘惠农不服，据理力争，结果遭到打击。
文革中让武汉市民春节吃上猪肉
在“文化大革命”中，担任武汉市市长的刘惠农也一度被“打倒”。1973年1月，他被重新分配工作，担任中共武汉市委常委、市革命委员会副主任，分管财贸战线。他毫不计较“降级使用”，立即投入紧张的工作中。当时“四人帮”当道，生产遭到严重破坏，武汉市的物资供应十分匮乏。他便主动充当高级采购员，多次北上南下，向中央要求调拨计划煤，为市民的菜篮子采购食品。
刘惠农一家
春节临近，武汉市没有猪肉！原因是武汉市肉类联合加工厂的职工在打派战，无法生产。为了武汉市市民能够过年吃上肉，他到肉联厂去，有的同志担心他的安全，建议他走后门进，到广播室通过广播向工人群众说一下就走。
他不同意这种做法。而是从正门进去，召开职工大会，直接向工人发出立即生产的号召：“大家都是工人阶级，当家做主人，现在全市人民没有猪肉吃，我们当主人的能不管吗？中央领导来电要求解决武汉市人民群众吃猪肉的问题，既然大家都说是执行毛主席革命路线那就应该恢复生产。谁继续停产，谁就不是执行毛主席革命路线。大家下午讨论半天，明天各就各位，上班。”
第二天，他穿上工作服，下到车间，与工人一起劳动。在他的带领下，肉联厂很快恢复了生产，市场有猪肉供应了。当时负责国家经济工作的李先念知道了很高兴，夸奖道：“刘惠农同志是硬骨头。”
