1946年回到刘少奇身边，进入延安保育小学和延安中学学习。

1947年先后入贺龙中学和边区联合中学学习。

1949年入北平101中学。1954年毕业于北京四中，并由国家选送留学，进入苏联莫斯科航空学院飞机无线电仪表专业学习，后转学导弹的总体设计专业。在苏联学习期间，曾接到父亲刘少奇的多封鼓励和教育他安心学好专业的亲笔信。

在1955年5月6日写给允若的信中说道：“不要骄傲，不要看不起人，要尊重大家的意见，要肯于为大家的事情吃一点亏。”

1960年回国，分配在国家七机部下属单位从事导弹设计的工作。

1964年，在父亲的严格要求下报名到中国人民解放军基层锻炼。同年加入中国共产党。