历任汉口航空站站长、国民革命军空军第二路司令部参谋长，广西柳州航空总站参谋长、重庆空军参谋学校教务处副处长，重庆中央航空委员会参谋处长、空军第三司令部副司令，空军第四路少将司令官、空军（西安）中央航空第三路少将司令员、国民革命军空军总司令部参谋长，台湾空军中将参谋次长，“总统府”战略顾问委员会中将顾问委员。

1949年，随国民革命军空军司令部迁往台湾，晋升至国民革命军空军二级上将。1967年7月12日去世，时年61岁。生有六子：长子刘兆宁，台大学士，美国伊利诺大学香槟分校电脑博士，教授；次子刘兆华，台大学士，美国伊利诺大学香槟分校博士；三子刘兆汉，台大学士，美国布朗大学电机博士，台湾地区“中央研究院”院士，曾任教于美国伊利诺大学香槟分校电机与电脑工程学系20余年，现任“中央研究院”副院长；四子刘兆藜，台大地质学士，美国伊利诺大学香槟分校博士，教授；五子刘兆玄，台大化学系学士，加拿大多伦多大学化学博士，曾任台湾当局“行政院长”，现任台湾文化总会会长；六子刘兆凯：台大电机工程学士，美国伊利诺大学香槟分校电机与电脑工程博士，现任台湾东元电机董事长。