起義失敗后，劉滿溪潛往上海，堅持秘密斗爭。后組織上又派他去武漢工作。1928年春被捕，被關(guān)押在武昌監(jiān)獄。后與陳恒喬、唐嵩等一起被組織上營救出獄，并先來到上海，一度在中共秘密組織辦的秋陽書店以送貨員身份為掩護(hù)搞情報傳遞活動。1928年， 劉珍年希望借助中共的指教與幫助，打開局面。于是，他指派弟弟 劉錫九去上海活動。劉錫九輾轉(zhuǎn)找到他認(rèn)識的劉滿溪，說了自己的目的。劉滿溪與劉錫九是黃埔軍校四期同學(xué)，又是劉錫九的入黨介紹人，關(guān)系不錯。他將與劉錫九接觸的情況報告了胡允恭（秋陽書店董事長）和陳賡。陳賡指示他以“脫黨分子”的面目出現(xiàn)，以便相機(jī)行事。而且，膽大心細(xì)的陳賡還約見了劉錫九，要求他代劉珍年寫出一份書面請求報告，后經(jīng)周恩來批準(zhǔn)，劉滿溪隨同劉錫九返回?zé)熍_，很受劉珍年器重，另眼相看。 百般拉攏，待遇優(yōu)厚，提升他為師部特務(wù)營營長，一些內(nèi)部會議也讓他參加，還許愿很快將提升他為主力團(tuán)的上校銜團(tuán)長。劉滿溪裝出忠心耿耿的樣子，實(shí)際上一直沒中止過情報工作。他有選擇地接觸一些有進(jìn)步傾向的軍官，將他們的思想動態(tài)及時秘密轉(zhuǎn)告胡允恭，還與特務(wù)營部分官兵建立起特殊關(guān)系。

1930年，蔣介石知道共產(chǎn)黨在煙臺的活動之后，密令劉珍年“清共”。國民黨山東省黨部主任張葦村又打電話給劉珍年施加壓力，說南京方面決不會對煙臺的赤化事態(tài)置之不問，近期若劉再不清除軍內(nèi)外的共黨分子，則中央必將很快采取強(qiáng)有力措施……

4月，劉珍年在自己的海邊別墅召集了副師長呂本田、師參謀長劉錫燾、偵緝處長馬英彪及新上任的公安局長李紹軒等十余位親信共商緊急對策，在這次會議上，劉珍年力排眾議，打算留下自己一直十分器重的劉滿溪，勸其真心歸順，并予以重用。如對方拒絕，那就派人禮送出境。知道劉起作用年要“清共”后，胡允恭夫婦、彭雪楓等立即撤離煙臺。

劉滿溪是在胡允恭夫婦，彭雪楓等戰(zhàn)友們撤離煙臺一個月后才離開的，從陸路去了鄂豫皖蘇區(qū)擔(dān)任紅四方面軍的一名團(tuán)長。他驍勇善戰(zhàn)，戰(zhàn)功卓著，被徐向前總指揮譽(yù)為“虎將”。1933年初，劉滿溪被張國燾扣上“改組派骨干”的帽子而殺害。