中华人民共和国成立后，刘先志继续在同济大学任教。１９５０年，他被同济大学师生推选为教务长，事无巨细，都一一过问，在搞好繁重的教学管理工作的同时，他还亲自为学生讲授５门课程，把一腔热情完全倾注到为国家培养建设人才之上。
　　在同济大学任教的同时，刘先志还兼任了无锡开源机械厂（现无锡机床厂）设计部主任的职务。１９５１年，山东工学院院长派人去请他回山东办学，并交代说：“学校交给他办，我做他的后勤，需要人、钱、设备，向我要；对他的要求就是一条，培养的人才要像他那样，既有理论，又有实践。”刘先志深知，要在旧中国留下的烂摊子上建设好祖国，必须大量培养既有坚实的理论基础，又有实践知识的人才。他主张：办工科院校，学校旁边就应该是工厂，学校设计的就是工厂生产的产品，工厂就是学校实习和生产的基地。回山东正可以实现他的学校与工厂相结合、培养既有理论又有实践经验的建设人才的夙愿，他欣然同意山东工学院院长的聘请，并于１９５２年春赴任。遗憾的是这时老院长已经调离该校了。
　　刘先志先后任山东工学院教授、教务长、副院长。在３０多年的教师生涯中，他除忙于繁重的教学行政工作外，主要在培养人才和科研方面辛勤耕耘、忘我工作，贡献着他的知识和才干。他非常重视对人才的培养，除了亲自给学生讲课外，还给有关教师讲课，提高他们的教学水平。１９５７年，他举办首届全国机械振动学讲习班，为我国振动力学的发展培养了人才，奠定了基础。在指导力学研究室科研工作中，他言传身教，特别强调理论要与实践相结合，科研要为生产服务。他多次深入厂矿，解决生产实际问题，并从中提炼出科研课题，经过研究，找出规律，再用于指导生产。他几十年如一日，始终坚持不懈地进行科学研究，即使在“文化大革命”中身处逆境时，也仍然利用一切可以利用的时间进行科学研究。就是在他八旬以后的有生几年里，他也没有停止过科学研究工作，且还为自己订了个１０年计划。他一生在多种学科领域内作出了创造性的贡献。
　　刘先志还以极大的热情积极参加人民政权的建设，他先后担任过山东省工业厅副厅长、山东省副省长、山东省政协副主席，他曾当选为全国人民代表大会第二、三、四、五、六届人民代表。他还积极参加学会和学报工作，曾当选为中国力学学会常务理事、山东省力学学会名誉理事长，以及担任《力学学报》、《应用数学和力学》编委。
呕心沥血勤耕耘　广阔领域结硕果
　　刘先志数十年如一日，始终坚持不懈地在科学的广阔天地里孜孜不倦地耕耘。他一生中从事的科学研究，不仅涉及到力学的各个领域，诸如固体力学、流体力学、一般力学、振动力学、传热学，而且在应用数学、机械制造和电机工程等方面也多有建树。
　　当他还在柏林工业大学理论力学研究所任研究员期间，他就提出了《关于复变函数处理的一个方法》，由于此方法巧妙新颖，计算简便，被收入当时德国国家保密成果汇编之中，并郑重注明，这种算法是刘先志首先提出来的，为此还授予他“计算方法和计算快速能手”称号。
　　１９５３年，他在瑞士的《应用数学和物理》杂志（ＺＡＭＰ）第Ⅳ卷上发表了《关于连通管内理想流体自振的部分理解》的论文，引起了国际学术界的注意。他的德国老师、著名力学家Ｍ．舒勒（Ｓｃｈｕｌｅｒ）在来信中写道：“这篇论文是有价值的，它比牛顿当年推出的一类似公式更为一般。”因此，舒勒特别将论文的５０份抽印本留下了３０份，分别发给德国３０个研究中心。后来，日本学术界又将刘先志有关这方面的３篇论文收入《非线性振动的新成就》文集中。在热应力和机械振动领域，刘先志也是硕果累累。１９６５年，他在《中国科学》上发表了题为《弹性平板内的定常点型热源在该板里激起的应力和变形》论文。该文纠正了国际著名力学家、波兰科学院院长Ｗ．诺瓦茨基（Ｎｏｗａｃｋｉ）在这一研究中的遗误。