1923年，刘伯坚进入莫斯科东方劳动者共产主义大学学习，为中共旅莫支部和旅莫共青团负责人。

　　1926年刘伯坚回国，遵照中共中央指示，应邀到冯玉祥部任国民军第二集团军（即原西北军）总政治部副部长，推动冯玉祥部接受第一次国共合作的纲领和“联俄、联共、扶助农工”的三大政策，并举行著名的“五原誓师”，配合南方国民革命军进行推翻北洋军阀统治的北伐战争。

　　大革命失败后，冯玉祥投向国民党蒋介石。刘伯坚被迫离开冯部后，先后从武汉到上海，做党的秘密工作，曾任中共湖北省委组织部长和江苏省委宣传部长等职务。

　　1930年，回到中央革命根据地工作，先后任中央军事政治学校政治部主任、中革军委秘书长、中革军委总政治部宣传部副部长、中华苏维埃共和国中央执行委员会委员，参加了中央革命根据地历次反“围剿”斗争。

　　1934年10月，中央红军主力出发长征，刘伯坚奉命留在中央苏区坚持斗争，任赣南军区政治部主任。

　　1935年3月4日，刘伯坚率部队转移突围时，在激烈的战斗中身中数弹，不幸负伤被捕。

　　1935年3月21日，刘伯坚壮烈牺牲在江西省大余县金莲山刑场，时年40岁。

　　刘伯坚牺牲后，毛泽东曾给予高度评价，称其为“我党我军政治工作第一人”。