1929年6月，子衡组织学生上演话剧《子见南子》，引起轰动全国的“子见南子案”，刘子衡及学生会负责人王宗佩被开除学籍，大批进步学生被迫离校。刘子衡先后流落到济南等地。

1930年，考入国立青岛大学补习学习。1931年夏，转入青岛大学正科学习。

1933年入山东大学，全力攻读。

1 934年，刘子衡随南京中央研究院董作宾率领的考古工作队到曲阜、兖州、邹、滕、峄等县参加考古工作，对滕县安上遗址的铜器、陶器、曹王墓墓葬结构，发表了自己的意见，与董作宾展开辩论，蔡元培等人写信表示鼓励，当时《大公报》进行了报道。经蔡元培介绍，刘子衡先后结识了中共地下党员郑志雄、张光侠、汤美亭和共产党的老朋友温起凡。

刘子衡博闻强记，才思敏捷，精通易经，善于讲演，语惊四座，能使听者心悦诚服。

1935年暑假期间，他去南京给中华民国政府主席林森讲学。

1937年卢沟桥事变之前，刘子衡去庐山见蒋介石，蒋询问救国之策，子衡答以“联共以抗日”。

抗日战争期间，刘子衡为宣传抗日，广交社会著名学者。与蔡元培、闻一多、老舍等人经常来往，利用给林森、冯玉祥、胡宗南、顾希平、董钊、李济深、顾祝同、王耀武、于右任、何应钦、吴忠信、白崇禧、李延年、萧湘、朱绍良、李玉堂等国民党军政要员讲《易经》的机会和关系，宣传团结抗日的主张，揭露反动势力的投降阴谋，产生了一定的震动和影响。

抗日战争胜利后，他以徐州、济南为活动中心，奔走和平，反对内战。并利用其特殊身份， 掩护和营救中共地下工作人员和被捕人员。

1945年9月，林伯渠函告刘子衡，劝其利用讲学活动投入反内战斗争。在重庆国共和谈期间，俞鹏飞、顾祝同派黄埔号专机接刘子衡去重庆商谈国事。他在国共会谈期间，利用其特殊身份从中斡旋，做了大量工作。

1946年夏，李济深来信约刘子衡到南京商谈关于开展反美蒋斗争的问题。刘到南京与李会谈后，又到梅园访晤了冯玉祥、张治中。接着，又访晤了周恩来和董必武。

国民党发动全面内战后，刘到处作反内战讲演，并写了题为《打不得九论》的文章，在国民党山东省政府出版的《山东公报》上发表。文章发表后引起各界强烈反响，在国民党内部引起很大震动，《山东公报》总编吴忠匡被撤职。与此同时，董必武从上海寄信说：“方今主战之声盈廷，杀伐之残横野，独先生高瞻远瞩，发为宏文，真乃一片仁者之声，有民胞物与之怀，此乃《打不得》之真谛也。 ”刘子衡很受感动，也从中受到莫大的鼓舞。

1947年2月24日夜，武装特务向刘子衡和孙墨佛的住室(当时住在徐州云龙山花园招待所)乱枪射击，守卫李守义在抵御中死亡，彭云鹤受重伤。此事使刘子衡更认清了国民党反对派的实质，义无反顾地为祖国解放事业出力。他为策动李玉堂、吴化文、刘仪、聊云灿、朱兴汶等人起义做了大量工作，为山东的解放做出了一定贡献。

1949年3月刘子衡到达北平， 以无党派民主人士身份，去南京敦促李宗仁接受共产党的“八项和平条件”。

1949年4月7日下午，李宗仁设宴招待朱蕴山、李民欣、刘子衡等一行，刘子衡建议李宗仁直接向毛泽东主席发电报，表明他愿承担一切责任，并要求豁免战犯蒋介石，以使北平和谈能够进展顺利。宴会之后，李宗仁请刘子衡代为拟稿，李阅后当晚向北平发出。次日，毛泽东复电，国共和谈重新在北平举行。由于蒋介石在溪口暗中操纵，南京政府行政院、立法院对李宗仁发电表态之事提出弹劾， 顽固派还派出特务对朱蕴山、李民欣、刘子衡盯梢，致使和谈无法进行。4月15日，《申报》与《大公报》同时报道《刘子衡发表和谈声明》。

4月23日凌晨，在解放军隆隆炮声中，刘子衡邀李民欣从明故宫机场乘专机返回北平。7月1日，参加中共中央统战部在怀仁堂举行的盛大宴会，受到毛泽东主席等领导人的接见。

新中国时期新中国建立不久，刘子衡在济南定居。刘子衡先后担任山东省土改委员会委员，省第一、二、三届人民代表大会代表，省司法厅副厅长，省政协第二、三、四届常务委员会委员，省各界代表会议协商委员会委员，省第五届人民代表大会常务委员会委员等职。在他任职期间，对于祖国的统一大业深切关怀，撰写了许多对台宣传稿件，为使台湾早日回归祖国做了大量工作。1979年元旦，在全国人大常委会《告台湾同胞书》发表一周年之际，刘子衡发表了对台录音讲话。

刘子衡向以布衣自居，不慕荣利，人称“布衣大师”。他的生活经历奇特，富有浓厚的传奇色彩。他博学强记，勤于经史，淹贯群籍，旁及佛道。生前曾任全国文献委员会顾问，著有《周易正义稿》《同文尚书校注》《孔子编年》《孔氏医案注释》以及关于老、庄研究的文稿等。

1981年7月20日在济南病逝，终年76岁。