在刘伯垂等人的宣传带动下，武汉地区一批初步具有共产主义思想的知识分子逐渐成长起来。

　　虽然已加入共产党，但七人对马列主义理解的并不多。包惠僧曾回忆说，“我们多数同志几乎是当了共产党员，才学习马列主义”。

　　刘伯垂从上海带来的书籍为他们燃起了火光和希望。这些书籍包括新青年杂志社出版的《共产党宣言》、《资本论浅说》，临时中央主办的《共产党》月刊，考茨基著的《唯物史观》，马克思著的《经济学说》、一些无政府主义书籍以及宣传苏俄社会主义建设的小册子。

　　成立初期，学习马列主义是成员们的主要任务，每星期支部要开一次会，开会时就由这几个人轮流做读书报告。

　　吸纳新党员的步伐，直到1921年10月，中共武汉支部正式成立后，才逐步迈开。

　　吸收党员时，刘伯垂主张重点考察革命性。

　　讨论律师施洋入党问题时，党内存在较大分歧。陈潭秋认为，施洋有风头主义的倾向。包惠僧拿不定主意，跑去问刘伯垂意见。

　　刘伯垂说：“只要他革命，‘风头主义’何害？我们既不是清教徒，又不是学究，怕那些干什么？我同意他加入我们的党。”

　　在武汉共产党早期组织正式组建的同时，又传来陈独秀、李汉俊等在沪成立上海社会主义青年团的消息，董必武与陈潭秋也随即首先在武汉中学建立起武昌社会主义青年团，作为先进青年的组织、党组织的预备学校。

　　11月7日，俄国十月革命纪念日，由董必武、陈潭秋、包惠僧、刘伯垂、李书渠等发起，在武汉中学召开了武昌社会主义青年团第一次会议，出席大会的共18人。

　　策反守军攻克武昌

　　1921年3月，刘伯垂领导了汉口人力车工人反对增加车租的罢工，取得了武汉建党后的首次斗争胜利。1923年，他又和项英、包惠僧、林育南等人一道，共同组织领导了武汉地区的“二·七”大罢工。

　　1923年，中共中央号召共产党员帮助国民党改组。刘伯垂先后负责筹备汉口市党部、湖北省党部、国民党汉口执行部，后以国民党湖北代表的身份，参加了国民党第一次全国代表大会。

　　双重的政治身份，似乎是刘伯垂工作中的一大优势。北伐军兵临武昌城下，屡攻不破时，刘伯垂和董必武与攻城别动队司令梁瑞堂联系，利用各种关系，策动了守军宋大霈部6个营起义，为北伐军攻克武昌作出了重大贡献。

　　尽管如此，刘伯垂还是感受到了国共合作中两党的差异。

　　国共合作时期，刘伯垂等共产党员负责政治、司法类工作，军事大权由国民党员邓演达等人把持。武汉行营期间，时任秘书部主任的刘伯垂与行营主任邓演达关系处理不好，只得回去做省司法厅厅长。

　　1927年4月12日，蒋介石公开叛变革命。驻防宜昌的夏斗寅出兵进攻武汉。5月，刘伯垂参加会议，讨伐夏斗寅的叛变行为。会后，武汉三镇召开群众大会，通电声讨夏斗寅。

　　7月15日，汪精卫在武汉举行“分共”会议，与共产党决裂。

　　数日后，刘伯垂、董必武等一批在湖北省政府任职的共产党人登报声明，辞去国民党的一切职务，并遵照共产党的指示转入地下。

　　当年年底，汉口公安局局长林逸圣带领军警，在汉口大肆搜捕共产党员。因查抄刘伯垂寓所的领队是刘的同乡，刘幸免于难，随后潜返日本。不久，刘伯垂脱离中国共产党。翌年回国，隐居上海。