Powstanie Nian thumb|Bitwa z Nian w Szantungu Nie objął urzędu, bo został wysłany pod komendą Zeng Guofana i Li Hongzhanga do walki z powstańcami Nian. W lipcu 1865 opanował Zhoujiakou w Henanie, ważną bazę rebeliantów i uczynił z niej swą kwaterę główną. Jego ofensywa w 1866 doprowadziła do podziału sił Nian. Liu ścigał wschodnią armię Nian z Szantungu do Jiangsu i Hubei, i znów do Szantungu, gdzie w maju zagrodził im drogę, skutecznie wykorzystując swoją nowoczesną artylerię, pod dowództwem francuskiego oficera w służbie chińskiej, przeciwko kawalerii powstańców. Odniósł zwycięstwa pod Jizhao, Ganyu, Weixian i Shouguang; ostatecznie okrążył siły Nian nad rzeką Mi i zniszczył 24 grudnia 1867. Jego armia miała zabić 20 tys., a pochwycić 10 tys. rebeliantów. Po kilku miesiącach odpoczynku wziął udział w kampanii przeciw zachodnim Nian i pomógł okrążyć i rozbić ich w Szantungu w 1868.