1916年6月6日，袁世凯在全国人民的讨伐声中死于北京。6月7日黎元洪继任大总统，任命蔡锷为四川督军，熊克武为重庆镇守使兼五师师长，派刘伯承任九旅参谋长，1920年10月，又任命刘伯承为五师主力第二混成旅一团团长。

刘伯承作战勇敢，他常对部下讲：“现国事垂危，人民倒悬，我恨不得扫尽贪官、污吏和他们的走狗。至于个人安危，自立志革命以来早已置之度外。”他的部下为他失去右眼感到惋惜，他却说：“脑壳落了都不怕，丢个眼睛算个啥哟！”刘伯承在战前必亲临第一线了解敌情，查看地形，甚至一个小土坡、一条干河沟都牢牢地记在脑子里。他常常是不思饮食，不顾疲劳，时常一整天都忘了吃饭。战斗一旦打响，他指挥若定，反而像无事一样，吩咐军需官：“快给我下碗挂面来，打几个鸡蛋。”熟悉刘伯承脾气的部下都知道，大凡此时指挥官已是胸有成竹了。

1921年，北洋军阀吴佩孚派其精锐部队段其树旅进驻宜昌，准备入川。这时，熊克武已经辞职，但仍控制第一军，继任“川军各军总司令”的刘湘为达到其借北洋军之手消除第一军的目的，命令刘伯承率第二混成旅孤军驰援宜昌。刘伯承率第二混成旅赶到宜昌后，根据北洋军不善夜战的特点立即乘夜袭击段旅，并亲自带队冲入敌营同敌军展开夜战。双方激战一昼夜，北洋军溃败，刘伯承指挥第二混成旅乘胜追击，将该旅全部歼灭。吴佩孚闻信大为震惊，急调主力增援，并亲自到宜昌督战。正当双方相持不下之际，刘湘见自己的如意算盘破产，即令刘伯承率第二混成旅撤回下川东，与吴言和。

1922年7月，刘湘自以为羽翼已丰，便自称“四川靖难军总司令”，命第二军军长杨森率3万多人开赴下川东，企图一举消灭第一军。第一军被迫撤至距顺庆（南充）100多里的杜家岩。刘伯承闻讯后由成都赶到杜家岩任第一路军指挥官，组织部队乘夜向第二军反击。黑暗中，第二军两个团不明地形，竟发生混战。刘伯承闻讯后抓住时机指挥部队攻入敌阵，获得胜利。第二天拂晓，熊军全面反攻，敌军大乱，刘伯承指挥一军穷追不舍，势如破竹，第二军在大竹虎耳岩刚建立的起防线也被攻破，一直败退到夔门。夔门有一处天险南天门，地势险要，易守难攻，杨森军据险死守。刘伯承亲临前线，率领部队仰攻。第二军官兵听说刘伯承打来了，顿时作鸟兽散，向夔府河边争渡，二军二师师长唐式遵抓了一块门板泅渡才逃脱性命。刘湘见大势已去，逃出重庆回到他的老家大邑县去了，杨森顺河东下，逃出四川，投靠了吴佩孚。

刘伯承在两次“下川东”战役中全歼北洋军段其树旅全部，重创刘湘的第二军，表现出卓越的指挥才能，很快以足智多谋、英勇善战成为第一军中举足轻重的青年将领。