1955年2月，刘虎生在莫斯科机械学院毕业。3月，当他乘坐的国际列车－进人中国的土地，立刻感到祖国已发生了很大的变化，一排排一座座的厂房和高耸的烟囱，似乎展开双臂在热情地欢迎他归来。归心似箭的心情此时更难以忍耐了，他暗下决心，尽快地把自己的光和热献给亲爱的祖国。
刘虎生很快就被分配到山西某军工厂任工程师，这个厂前身是国民党的炮厂，技术人员大部是留用人员，他们年龄都较大。虎生当时只有28岁，年轻力壮，工作起来十分勤奋，遇到问题往往下到最基层，先了解情况，再潜心研究，然后再拿出方案与大家共同商量解决办法，使工人和科技人员十分佩服。由于虎生每次下车间在群众面前没有一点架子，和大家的关系相处得十分融洽，群众关系非常好。
军工生产在建国初期起着举足轻重的作用，而优质的军工产品在战场上的威力更可想而知。而当时在这个设备还比较落后的工厂里，要生产出比较优质的军工产品谈何容易。虽然厂里保留了一些老资格的工程技术人员和有苏联专家的现场指导，仍存在着许多要解决的关键问题。为了尽快解决这些关键问题，虎生总是要做大量的调查工作，然后运用自己学到的知识，通宵达旦地计算、研究，直至攻克难关。由于许多疑难问题的攻破，虎生在厂内的威望与日俱增，经常被各个车间请去解决各式各样的问题。为此，虎生也曾招来了一些人白眼，也有人要看他的热闹，而年轻的虎生对此却不屑一顾。
有一次，厂内正在生产一种军工产品的关键件，这种关键件的质量要就高。但是，如果按老工艺生产，该产品，每天只能生产1-2件，有时还要蜘报废。既费时间，成本又很高，而当时的老工程师和苏联专家都想不出更好的解决办法。虎生看到这种情况，心急如焚，立刻翻阅大量技术资料，根据学过的知识，大胆改进工艺，并在实践中不断完善。
下班的铃声响了，他顾不上回家吃饭；人累瘦了也顾不得休息，一直坚持在实验现场，最后终于设计出一套完整的产品生产新工艺，使每天生产的产品一下增到十件至十几件，既提高了质量又节省了资金，全厂上下无不交口称赞。在短短的一年多时间里，类似的事情还很多。他不但在工艺上、技术上大胆创新，而且在工具上、刀具上不断改革，使厂内多年遗留的老大难问题都相继得到解决，厂内的生产大为改观，质量也不断提高。为此，只一年多时间，他于1956年被评为全国劳动模范和“五一”劳动奖章获得者，赢得了全国上下知晓的“刘虎生车刀工程师”的美名。与当年的“钻头大王”倪志福一样，他成为当时全国闻名的新闻人物，并来到北京参加劳模大会，受到国家领导人的亲切接见。不久，虎生被厂里任命为总工艺师，专门负责厂里工艺技术工作。当时虎生刚刚29岁。
时隔不久，党组织考虑到刘虎生的能力，即由山西调往陕西某厂。这个厂是我国的航空工业制造厂，虎生专门负责这个厂的光学研究与生产任务，担任副总工程师的职务。该厂的光学产品是专门为飞机配套服务的，所以，质量、精度要求极高。为此，他与广大职工一起呕心沥血一干就是几十年，为我国的光学事业打下了较坚实的基础，做出了很大贡献。后来，又离开陕西调到北京，在中国兵器工业部某研究院工作。曾与中国的“保尔”，《把一切献给党》一书的作者、炮弹专家——吴运铎同志在一起工作。吴运铎任副院长，虎生任副总工程师，专门担负技术工作。一直干到粉碎“四人帮”。1982年，虎生离开兵器工业部，调到国家机械委，在薄一波的领导下工作。不久国家机械委撤销后，虎生同志又被调到新组建的国家经委任科技局局长……
