1947年3月初,国民党军整编第四十八旅进犯陇东西华池。由三五八旅与独立第一旅编成的第一纵队,又和新四旅、教导旅、警一旅、警三旅合编成陕甘宁野战集团军,于3月4日将西华池团团围住。刘四虎所在的六连奉命攻打一个土围子,遭敌暗堡火力袭击,刘腿部连中两弹。他包扎完伤口又投入战斗,终于同战友们一起拿下了土围子。战斗结束后,刘被送往后方医院治疗。3月14日,胡宗南集中14个整编旅进犯边区。18日,中共中央决定暂时放弃延安。
此时,“保卫延安”、“保卫党中央”、“保卫毛主席”的吼声响彻陕北山川。他和几个伤员坚决要求出院。经过十多天的寻找,终于赶上了部队,参加了5月初攻打蟠龙的战斗。战斗结束,刘光荣地加入了中国共产党。此后,他随部队参加了出击陇东、二打榆林和沙家店等内线作战的各次大小战役、战斗,一直表现出色。 1948年2月,西北野战军采取围城打援战法,以一部兵力将国民党军整编第七十六师围在宜川城内,主力包括刘四虎所在的第一纵队等三个纵队进入宜川以西的瓦子街地域待机打援。28日,国民党军整编第二十九军军长刘戡按胡宗南命令,率军部和两个整编师、四个整编旅共八个团驰援宜川已通过瓦子街进入任家湾、丁家湾一带,遭解放军阻击宿营。29日清晨,第一纵队尾追敌军占领了瓦子街。刘戡见前进道路被堵死,后退道路被切断,便迅速组织突围,以两个团抢占东南山高地,企图打通西退道路。第一纵队领导人将夺回东南山的任务交给了三五八旅第八团。上午10时,刘带领突击班战士强攻二号高地。由于地形险峻,刚冲到崾岘凹部,四位战友即被敌击中倒下。刘和另两位战士乘手榴弹爆炸烟雾扑到距敌战壕只七八米远的一棵大树后,敌疯狂射击,两名战士受伤倒下,突击班只剩下刘一人。他扔出四颗手榴弹,纵身冲到敌壕边,接连捅死四个敌人,又越过壕堑,紧追逃敌。敌长官发现解放军只有一人,便逼着逃跑的敌兵“抓活的”。还未等敌兵掉头,就被追上来的刘四虎接连刺倒两名。敌兵回过神来将他团团围住,他紧握带刺刀的钢枪与敌肉搏。这时,一班战士从侧面冲了上来,但被敌分割包围起来。刘为救被围的一班班长,又刺倒一个敌兵,由于用于过猛,栽到在交通壕里。敌人十多把刺刀朝他的头部、身上乱刺,适逢五连的指战员赶到,才消灭了这股敌兵。
在刘四虎的英雄事迹鼓舞下,八团拿下了二号阵地,又一鼓作气,把敌人赶下了东南山,死死封住了刘戡的退路,保证主力部队在3月1日将敌中将军长刘戡以下3万余人全歼于瓦子街地区。1948年5月西府战役结束后,三五八旅于6月初移驻黄陵梁家河进行整训,纵队授予刘“拼刺英雄”的称号,号召全纵队向刘四虎学习;接着西北野战军也发起了学习刘四虎杀敌立功运动。8月初,野战军政治部以司令员兼政委彭德怀和政治部主任甘泗淇的名义,向刘家乡的地方政府发去报功书,表彰他在宜瓦战役中勇敢杀敌的事迹。1949年初,刘伤愈后仍在原部队任排长、连长等,和战友们一起投入了解放大西北的战斗。
被西北野战军授予特等战斗英雄、拚刺英雄称号。1950年出席全国战斗英雄代表会议。
刘四虎的革命生涯中曾经3次立功。建国后,刘四虎被评为第一野战军特等战斗英雄。