翌年，加入中国共产党。1941年春，党组织派他到中共临东工委工作。是年6月，任中共板泉区委书记。12月20日，1000余名日、伪军包围渊子崖村，正在沭水县委开会的刘新一闻讯，立刻派人与山纵二旅五团联系，请示增援，随后他和沭水县委宣传部长徐坦等同志带领区中队赶到渊子崖东岭，准备在这里和日军交火，将战场中心引向村东。他先向日军开枪，日军冲上来，他指挥区中队打退敌人2次进攻。在指挥区中队战斗时身负重伤，仍坚持战斗，又连歼4名敌人后牺牲。战后，沭水县抗日民主政府为刘新一等人召开追悼会。