绍兴八年（公元1238年），秦桧与金朝将领完颜昌议和成功，南宋朝廷答应向金朝面北称臣，按时纳贡，作为交换条件，金朝归还东京开封府、西京河南府和南京应天府。金朝归还三京，宋高宗满心欢喜。绍兴十年（公元1240年）正月，刘锜被任命为东京副留守，节制所部，接管东京开封。这年三月，刘锜率所部6000人和殿前司3000人，以及诸军家属出发北上，准备接管东京。
这年五月，金朝统治者出尔反尔，撕毁和议，再次与南宋开战。五月中旬，刘锜率部赶到顺昌府（今安徽阜阳市），前方传来消息，留守东京的宋将孟庾投降金兵主帅兀术（即完颜宗弼），东京又落入金兵手中。刘锜认为，金兵占领东京之后，会迅速南下，攻打顺昌城。他与顺昌知府陈规商议后，决定马上部署防务，动员百姓坚壁清野，准备在此死守，阻止金兵继续南下。为了坚定将士们的守城决心，他派人把顺昌境内所有船只凿穿，沉入河中。
刘锜破釜沉舟的举动，极大地鼓舞了士气，大家意识到只有决一死战，打败金兵，才有出路。刘锜认为，仅沉舟之举，还不足以显示自己与顺昌共存亡的决心。他又下令，将自己和部将的家眷安置于城中寺庙，在寺庙周围堆满干柴，派兵守护。他对卫兵们说，如果城池失守，就从他的家眷居住的地方放火烧起，宁可烧死，也不能让一个家眷落入金兵之手。守城将士被刘锜的决定深深感动，大家纷纷跪倒在地，满含热泪，发誓要与顺昌共存亡。
在刘锜的带领下，全城将士群情振奋，热血沸腾。城中所有男人，都投入到守城行列；所有女人，都在磨刀备战，连小孩也争着为将士们送吃送喝。宋军连日备战，6天之后，金兵的先头部队直扑顺昌城下。他们本想包围顺昌城，没想到刘锜在城下设有埋伏。突然，伏兵四起，击溃了金兵先头部队，并擒获千户阿黑等两个金兵头目。
刘锜连夜审讯阿黑，得知金兵中的著名汉将韩常率部驻扎在一个叫白沙涡的地方。他估计金兵初到，防备松懈，当即带着1000精兵，乘着夜色去劫营。正如刘锜所料，金兵初到，疲惫之极，毫无战斗准备。刘锜指挥部队，杀入金兵大营。天太黑，金兵弄不清楚宋军人数，只能盲目应战。这一仗，从半夜一直打到次日凌晨，结果金兵大败。宋军首战告捷，不再恋战，迅速撤回顺昌城。
不久，金兵数万人马来到城下。刘锜下令打开所有城门，放金兵进来。金兵见顺昌城四门洞开，以为是计，不敢进城，慌忙后撤。
早在金兵到来之前，刘锜就下令士卒在城边构筑羊马垣，组成第一道防线。羊马垣又叫“羊马墙”，是一种临时性的防御墙。刘锜让人在羊马垣上打洞为门，把部队藏于垣后。金兵见城墙外有羊马垣，不敢直接登城，只好胡乱放箭。结果，有的箭射在了垣上，有的箭射在了城墙上。金兵见射箭无用，就向羊马垣冲杀过来。刘锜见金兵近了，下令强弓硬弩一齐发射。刘锜军中，配备了破敌弓（一种机械弩，一次可以发射多支利箭）和神臂弓，在当时属于强大的先进武器。刹那间，城墙上和垣门中箭如飞蝗，金兵倒下一片，开始后退。刘锜下令躲在羊马垣中的步兵出击，追杀后退的金兵。大批金兵后退不及，被宋军赶进河里。金兵大都是北方人，不会游泳，数以千计的士卒被活活淹死。
南宋朝廷得到刘锜捷报，朝野欢腾。皇帝下诏，特授刘锜为鼎州观察使、枢密副都承旨、沿淮制置使。
几天之后，金兵援军陆续赶到，又将顺昌城团团围住。一天夜里，天将下雨，伸手不见五指，一场暴雨即将来临。刘锜看着天色，暗暗高兴。暴雨之夜，是劫营的好机会。他派骁将阎充，组建500人的敢死队，连夜去劫营。敢死队摸到金兵大营时，天空雷鸣电闪，接着大雨倾盆。宋军以夜色为掩护，借着雨声冲进敌营，见扎辫子的女真人就杀。一夜激战，金兵大败，后退15里，安下营寨。
刘锜得知金兵后退，又派出一支敢死队，协助阎充再次劫营。有将领提出，为防止敌人觉察，敢死队员应该人口衔枚。刘锜说，不仅不能人口衔枚，还要带着响声去。他让人用竹子做了一批小孩玩具“嘂（jiao）”，每人发一个，又给大家说了嘂的使用办法。嘂有四孔，吹起来声音刺耳。宋军敢死队冲进金兵大营，闪电一亮，立即出击，闪电一停，则藏身不动。金兵不知宋军底细，很快大乱。看到金兵一乱，敢死队员立即吹嘂砍杀。金兵被刺耳的嘂声和宋军的砍杀搞得晕头转向，慌乱中自相残杀，一夜间死伤无数，横尸遍野。
金兵统帅兀术听说此事，怒不可遏，即率大军从开封赶往顺昌，亲自督战，攻打顺昌城。
兀术是金兵统帅。刘锜认为，对付兀术这样强大的敌人，不能硬拼，必须智取。在和兀术大军对阵前，刘锜对部将曹成等人面授机宜，然后让他们率部出城，迎战金兵。双方列阵，曹成出战，与金兵大将打了几个回合，掉下马来，被金兵俘获。
兀术见俘获宋军将领，非常高兴，立即亲自审讯。曹成用刘锜事先交代的话回答兀术，说刘锜是个太平公子，喜欢声色歌伎，打仗不行。前两年，刘锜见两个朝廷和好，不再打仗，于是要求驻守东京，目的是为了自己享乐。兀术听了曹成的口供，断定刘锜是个纨绔子弟，打心里看不起刘锜，认为刘锜这样的将领不堪一击。同时，兀术接到报告，说顺昌城墙毁坏，城防简陋。兀术对属下将领们说：“顺昌城原来如此，我一只马靴尖就能把它踢倒！”还邀请各路将领，来日到顺昌府衙会餐，以酒助兴。
第二天，兀术指挥大军攻打顺昌城。由于他过度低估了顺昌的防守和刘锜的能力，攻城时连鹅车、云梯、炮具等大型攻城工具都未带。他让大军在顺昌城外15里处扎营。金兵10多万人，营帐数十里，连绵不断，非常壮观。金兵初到，人不卸甲，马不离鞍，早晚鼓声震天，人欢马叫，非常热闹。顺昌城里，却是一片肃静，连鸡鸣狗叫的声音都听不到。金兵觉得奇怪，宋军及其家眷百姓数万人马驻扎城中，怎么不见一点动静呢？难道真的害怕了，吓得不敢吭声？其实，刘锜按兵不动，意在以逸待劳，准备打大仗、打恶仗。
傍晚时分，刘锜派将领耿训给兀术送信。耿训进入金兵统帅大帐，兀术用嘲弄的口气问耿训：“小子，你是来投降的吧？”耿训说：“我是奉太尉刘锜之命向你挑战来的。我们太尉说，只要你敢应战，他愿在颍河上架5座浮桥，让你的兵马过去，然后两军一决雌雄。”兀术听了非常生气，心想一个纨绔子弟，竟敢向我挑战？不过，他还是答应耿训，一定渡过颍河，与刘锜决一死战。
第二天，兀术率领大军来到颍河边，果然见河上架了5座浮桥。他没想到刘锜说话算数。他下令全军，马不停蹄，立即过桥。金兵10多万人马过桥，吵吵闹闹，拥挤不堪，等到走过浮桥，已是下午时分。当时正值盛夏，烈日当空，旷野如蒸笼，大队人马过桥后，才发现饥渴难忍。过了桥的人马，又掉头扑向颍河，在河中畅饮起来。战马喝足了河水，又啃食岸边青草。金兵万万没有想到，刘锜派人在河水和河边青草上撒了毒药。金兵人喝了水，上吐下泻，马吃了草，翻倒一片，哭喊声震耳欲聋。
刘锜早就算好，天气酷热，金兵大队人马到来，一定口干舌燥，如果没有浮桥，金兵会涉水而过；涉水时，会在河里饮水。如果架了浮桥，金兵急于过桥，过了桥才会饮水。于是，他在颍河岸边的水草中撒下了毒药。
兀术发现大批人马中毒，慌忙下令禁止人马饮水，可是已经迟了，数万人马中毒，倒在河边。兀术又下令抢救中毒人马，准备撤退。没有中毒的士卒，放下兵器，抢救中毒将士，背的背，抬的抬，忙得不亦乐乎。就在这时，只听顺昌城里一声炮响，战鼓轰鸣，刘锜带着宋军，杀出城来。
金兵丢下中毒将士，慌忙应战。兀术一看大事不好，急忙调来他的王牌部队，即战无不胜的“铁浮图”和“拐子马”。
所谓“铁浮图”，也叫“铁塔兵”，是当时的装甲部队，所有人、马全都身披两层铁甲，头戴铁盔（《宋史》写作“铁兜牟”），三人一组，用绳索相连，只能前进，不能后退，号称刀枪不入。所谓“拐子马”，用通俗的话说，就是“铁甲连环骑兵”，人马都披重甲，为了行动方便，只有马的小腿部分裸露在外，马行动迟缓，像是瘸了腿，所以号称“拐子马”。铁浮图和拐子马主要用于攻城。由于人马身披铁甲，可以有效地抵御对方强弓硬弩的攻击。
刘锜对铁浮图和拐子马早有研究，并制定了一套破敌之术。他让士卒两人一组，一人持长枪，一人持大斧，冲入铁浮图和拐子马阵中，持长枪者挑起敌人的铁盔铁甲，持大斧者举斧猛砍，专砍金兵的胳膊和马腿。铁浮图和拐子马的弱点是过于笨拙，行动不便。特别是铁浮图，有绳索相连，只要砍倒一个，就会拽倒两个。兀术所向无敌的铁浮图和拐子马部队，在宋军的长枪利斧下，很快变成了一堆烂肉废铁。
过去，宋军一见金兵的铁浮图和拐子马，就会胆战心惊，落荒而逃。兀术没想到，自己的铁浮图和拐子马，竟让刘锜破了，不由大惊失色，急忙指挥全军撤退。宋军乘胜追击，一口气追杀数十里，杀死金兵将士数万人。据《宋史·刘锜列传》记载，当时金兵狼狈逃窜，“弃尸毙马，血肉枕藉，车旗器甲，积如山阜”。这天晚上，天又降大雨，平地积水盈尺，给金兵行动带来了极大的困难。刘锜指挥将士，趁雨出击，又杀死金兵无数，迫使金兵大规模北撤。
这一战役，刘锜所部不足2万人马，由于采取了“先发制敌、挫敌锐气；麻痹敌军、制造战机；以逸待劳、出其不意；巧使计谋、攻其不备”等正确的战略战术，最终以少胜多，以弱胜强，灭了金兵的嚣张气焰，扼制了金兵南侵的势头。顺昌之战，沉重地打击了金兵的主力部队，震撼了金朝奴隶主贵族统治者。与此同时，进攻陕西、京西、淮东的金兵，也被吴磷、岳飞、韩世忠等率部击败，金国对南宋的新一轮南侵，最终以失败告终。
顺昌大捷之后，朝廷授刘锜武泰军节度使、侍卫马军都虞侯、知顺昌府、沿淮制置使。
绍兴十一年（公元1241年），兀术再次率领大军南侵江淮地区，刘锜再次奉命率军出击，仍然运用顺昌战役的打法，首先大破金兵的铁浮图和拐子马。两军一接触，金兵就认出了刘锜大军，吓得惊叫逃命。刘锜部又大获全胜。不过，这次大捷，没有给刘锜带来好运。战后，刘锜遭到朝廷投降派的打击，被罢了军权。尽管有枢密副使岳飞等将领出面求情，还是无济于事，刘锜被调离军队，派往荆南府（湖北荆州市）、潭州（今湖南长沙市）等地成为地方官员。
绍兴二十九年（公元1159年），金朝皇帝完颜亮大肆征兵，准备再次南侵。南宋朝廷又紧张起来，急忙重新启用刘锜，让刘锜节制荆南府屯驻御前军马，重新掌握兵权。绍兴三十年（公元1160年）五月，朝廷设荆南府御前诸军都统司，刘锜又兼任都统制一职。十月，刘锜调任镇江府御前诸军都统制一职，开始操练兵马，准备迎战。
绍兴三十一年（公元1161年），完颜亮调集60万大军南侵。大军出发前，完颜亮得到刘锜重掌军权及兵力部署的情报。完颜亮在分配作战任务时，攻打宋军其他将领的任务都有大将领受，唯有攻打刘锜部的作战任务，无人敢于接受。完颜亮气得暴跳如雷，决定亲率大军，与刘锜决战，并下令：“今后军中有敢言刘锜姓名者，罪不赦。”可惜当时刘锜重病在身，此次金兵南侵中，刘锜一直未能与完颜亮正面交手。
金兵大举南下，刘锜带病率骑兵渡江，进驻扬州。听到金兵大举南下的消息，宋高宗慌了手脚，想借助顺昌之战的影响力和刘锜高超的战略战术，击败金兵，于是给了刘锜更大的军权，让刘锜节制淮南、浙西、江南东西路兵马。十月，刘锜又兼任了京东、河北东路招讨使。这时，刘锜重病缠身。他将个人生死置之度外，带病前往盱眙军（今江苏盱眙县）、淮阴各地部署防备。
