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中共從未承認劉斐是秘密黨員，直至他的追悼會，鄧率領導人都來告別，主持人烏蘭夫仍稱其為非黨人士。俞大維便是以此為依據不認為劉斐係“共諜”的。國民黨要員不認為劉是打入其內部的“共諜”的還有白崇禧，白的理由是劉斐在建國之初還從北京輾轉天津到了香港，若是“共諜”他就沒必要那時還逃港。杜聿明懷疑郭汝瑰是“共諜”的一個依據，是看見郭不但潔身自好，家裏清貧程度還甚於自己。劉斐則不然，不僅娶了三房妻妾，連大煙都抽。白崇禧評價劉：“他言論是左的，享受是右的，他不滿現狀，但自己生活不嚴整，吃、喝、嫖、賭、唱戲無一不來，油得不得了”。
隨後，劉斐從南京回到了長沙。如他回憶所說：“這年秋天，真可謂是多事之秋。白崇禧逼蔣介石下野；蔣介石聲明求和，繼又聲明下野；毛澤東發表了和平談判的八項條件；李宗仁代理總統並聲明接受‘八條’進行談判。”劉斐認為，蔣介石政權失敗已成定局，隻有與共產黨真正地講和，才是它的唯一出路，也隻有講“和”，國家才能實現和平統一，由此他堅定了主和反蔣的思想。
在湖南，時任長沙“綏靖”公署主任兼湖南省主席的程潛這時處境維艱。劉斐到湖南後，便與程潛頻繁接觸，經常交談。劉斐知道，程潛對蔣介石曆來不滿，但是。雖想反蔣卻苦於手中沒有“本錢”。程潛與李宗仁、白崇禧有前嫌，又不敢靠攏桂係。於是劉斐為程潛出謀劃策，說：現在國內和平空氣很濃，全國人民都反對內戰，主張和平，李宗仁既然主和，蔣又下野，所以應同李、白一道來主和，爭取熄滅內戰才好。湖南的情況雖然複雜，但隻要同李、白關係搞好，就有辦法使湖南內部穩定。並提出替程潛疏通與李、白的關係。在他的提議和幫助下，程潛通過白崇禧，把唐星調回湖南任長沙綏靖公署副主任，成為協助程潛走和平道路的重要人物。
此時，白崇禧接二連三打電話要劉斐去漢口。1月17日，劉斐如約到漢，和白崇禧一起討論如何應付時局尋找出路。白崇禧想把湖北、湖南和廣西聯成一片，但擔心程潛不予合作，便想讓劉斐任湖南省主席，而讓程潛去廣州任考試院長。劉斐堅決推辭，並趁機向白進言，說程潛有意與桂係聯合主和反蔣，隻是因為缺乏本錢才消極的，建議白將陳明仁的部隊調到湖南去，歸程指揮。這樣，陳明仁率國民黨軍第1兵團回到湖南，為爾後湖南得以和平解放創造了重要的前提。
李宗仁在代理總統後多次打電話要劉斐速去南京，擔任總統府參軍長，遭到劉的拒絕。3月初，劉斐經白崇禧安排飛抵南京，時值組建國民政府和平談判代表團，李宗仁多次約見劉斐，請他參加和談代表團，並代表其向中共提出一些政治要求。劉斐同意參加代表團，但他當麵向李表示不同意依靠美國政府作為和平攻勢的資本。
4月1日，劉斐隨“南京政府和平商談代表團”，和張治中將軍等一道乘“天王”號專機由南京飛抵北平，受到中共代表團有關人員的熱情接待。4月2日起，劉斐參加了為時半個月的談判。其間，他和黃紹竑受到中共中央主席毛澤東的接見。毛澤東詢問了他們到北平後的生活情況，與他們進行了親切的交談。毛澤東問劉斐是否同意《國內和平協定》（草案），劉斐對此談了一些看法，並提出自己的意見，為毛澤東所接受。與毛澤東的一席交談，更堅定了劉斐選擇新道路的決心。
經國共雙方代表共同努力，終於達成《國內和平協定》（最後修正案），4月16日由黃紹竑和屈武攜協定飛往南京，希望李宗仁履行簽字的諾言。為了爭取和談成功，黃、屈臨行前，劉斐要黃到南京務必做好李宗仁、白崇禧、黃旭初三位桂係首領的工作，希望他們麵對現實，認清局勢，同意和平協定，以同共產黨合作，共同建設國家。然而，南京政府拒絕在協定上簽字，還電召留北平代表返回南京。劉斐極為憤慨，他和代表們決心不回南京，全體留北平，並全體簽名複信何應欽，表明態度。
1949年4月23日，南京解放，宣告了國民黨反動統治的結束。為了盡最後的努力爭取李宗仁、白崇禧，劉斐由北平去香港後，不顧個人安危，於6月初秘密飛抵廣州，同李、白長談，苦口婆心規勸他們起義，同共產黨合作，但未能奏效。劉斐最後進言忠告：“你們如果失敗了，千萬不要再到台灣去呀！”李宗仁點頭應允，白崇禧默不作聲，一天一夜的談話就這樣結束。次日，劉斐回到香港，一方麵保持與程潛的聯係，為湖南的和平解放盡力，另一方麵繼續與黃紹竑等一些在港的國民黨高級將領、軍政要員策劃起義事宜，他被推為總召集人之一。8月13日，他聯合44位國民黨知名人士，簽名發表了《我們對於現階段中國革命的認識與主張》，宣布起義，同國民黨政府公開決裂。8月下旬，劉斐應邀北上，到北平出席了具有偉大曆史意義的中國人民政治協商會議第一屆全體會議，同各界代表共商國是。從此，開始了他新的生活。
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新中國成立後，劉斐曆任革命軍事委員會委員，國防委員會委員，中南軍政委員會委員兼水利部部長，體育運動委員會主任，文教委員會副主任；政協全國委員會第二、三、四屆常務委員，第五屆副主席；第一、二、三屆全國人大代表，第四、五屆全國人大常委會委員，第五屆全國人大常委會法製委員會委員，民革中央常務委員、副主席等職。
劉斐於1950年春到武漢就任中南水利部部長。供職之前，毛澤東主席幾次與他談話，對他以後工作、學習和生活產生了深遠的影響。為完成周恩來總理所交的重要任務：製定華中區水利工程建設詳細規劃，他還直接參與了荊江分洪工程的領導工作，取得工程的巨大勝利。
1954年夏，中南行政委員會撤銷，中央將他調回北京。回京後，劉斐專心致力於祖國的統一大業。他通過新聞媒體發表談話，撰寫文章，敦促台灣國民黨當局不要忘記孫中山先生的遺訓，應當順乎曆史潮流和人民的意願，接受中國共產黨的建議，盡早舉行兩黨談判，實現第三次國共合作，共竟統一祖國、振興中華之偉業。並對去台人員談形勢、講政策，號召他們認清前途，促使他們為祖國的和平統一貢獻力量。
1979年元旦，全國人大常委會發表《告台灣同胞書》，他心情振奮，在接受新華社記者訪問時說：“1949年，由於國民黨政府拒絕在《國內和平協定》（最後修正案）上簽字，致使祖國今日仍未實現統一。回首往事，令人痛心！今天，國際、國內的形勢都很好。隨著中美關係正常化，實現祖國和平統一大業的前景，已經進一步擺在我們麵前。我想，在台灣的故舊、友好也不無感慨吧！30年來，我對共產黨、毛主席關於愛國一家，不念舊惡，一切向前看的政策體會頗深。每一個有愛國之心的中國人，誰不願意看到祖國的統一呢？祖國的統一是曆史的必然，這是誰也阻擋不了的。當年，我是代表國民黨到北京來和談的，而今，如果身體允許、台北歡迎，我這八十老人真想再飛往台北，會會故舊，共商祖國統一的大業哩！”寥寥數語，其盼望祖國早日和平統一的殷殷之情和相信祖國必定能夠統一的堅定信念表露無遺。他還撰寫《學習孫中山為祖國統一奮鬥到底的精神》一文，一再奉勸台灣當局“早下決心”，通過“對等談判”，實現祖國的和平統一大業。
1983年4月8日，劉斐因病在北京逝世，他在彌留之際還語重心長地奉勸台灣當局，“應當以民族大義為重，盡早實現和談，完成全國統一，爭取在我們這代人還健在的時候，大家歡聚一堂，共慶祖國的完全統一。”
劉斐的一生，是為捍衛祖國獨立，並為祖國統一而奮鬥的一生。屈武說：“他在半封建半殖民地舊中國的每一次人民爭取解放之重要曆史時刻，都表現了他忠於祖國的有遠見卓識的英雄膽略。”“其高瞻遠矚，臨事決斷，都說明他是一位推動曆史前進的人物。”
