1932年6月12日，上海宣布發表一則震驚全國的消息。該消息指出，洛杉矶奧運預備隊将接受"僞滿族"注冊，将代表中國參加奧運會。另一個消息是，僞滿族國家正在舉行奧運選拔賽。
幾天後，長春的消息人士指出，僞滿族國家決定派兩名運動員席偉和劉長春前往洛杉矶參加由日本人率領的奧運會。
當時，中國的反日情緒高漲，劉長春也早在5月東北淪陷後不久，就逃往東北北平。5月，他在《大公報》上發表聲明稱，"我是中華民族黃岩的兒子，中國人，永遠不會代表日本參加第10屆奧運會。
為了維護中國的國際地位，當時的中國奧委會決定，除非中國選擇參加奧運會，否則就派運動員參加奧運會，以粉碎日本支援僞滿洲國家取代中國地位的陰謀。

劉長春在奧運會上參加200米預賽現場
1932年6月25日，外交部收到國際奧委會總部的資訊，僞滿洲國參加奧運會未經國際奧委會準許，無法參加奧運會。洛杉磯奧運會預備委員會也發表聲明，假滿洲國參加奧運會，原本認為遵循菲律賓、印度的先例，在美國和英國的國旗下參加奧運會，但兩者都有法定的國家奧運組織簽署，並得到國際奧委會的承認。僞滿洲既沒有得到國際奧聯的承認，也無法确定國家體育機構，得到國際奧委會的認可，當然沒有資格參加。
當時，奧運會報名已于6月18日結束，中國奧運緊急征集住宿登記，26日收到預備委的答複，同意中國兩名球員是劉長春和于錫璇。
劉長春被安排調到上海練習，但當時，餘希軒已經被日本衛隊派去，無法離開東北，是以餘長春沒能出行，中國第一次參加奧運會，隻有一名球員劉長春。
去美國旅行要花很多錢，當教育部決定不派球員參加時，就沒有經濟支援。好在時任東北大學校長的張學良将軍介入，出資約8000元銀元，約合1500美元，這就足夠了。7月1日，張學良在東北大學畢業典禮上宣布，劉長春、于希軒是中華民國參加第十屆奧運會的運動員和教練。
在與外交部聯系尋求幫助後，劉長春于7月5日在上海舉行新聞釋出會，并表示将盡最大努力為國家服務。會上，全力為劉長春籌款的體育協會理事俞金生指出，劉長春參加奧運會具有深遠意義，一是要消除日本僞滿洲國的國際宣傳陰謀;
劉長春（右）指導大學生運動會短跑
7月6日和7日，上海新聞界、體育界群組織，為劉長春，近2000人出席。7月8日，劉長春和宋俊福乘坐郵輪從上海到美國洛杉矶，進行中國奧運會的首次航行。
當郵輪經過神戶時，一名日本記者登上船，問劉長春是否代表滿洲參加奧運會，劉曉波立即回答說："我當然是中國人，代表大中華民國。不久郵輪郵差發來電報，是日本體育協會代表滿族國家代表參加奧運會的運動員一路奪冠的留言，劉長春憤怒地回複，"隻有中華民國代表上船，沒有滿族代表"并回電報。
經過21天的海上旅行，郵輪于7月29日抵達洛杉矶，受到籌備人員和海外華人的熱烈歡迎。預備隊人員開着警車離開，把兩人帶到參賽者的村子裡，第二天下午将在那裡舉行開幕式。
開幕式當天，由劉長春舉着國旗，現場各界人士分别是宋俊福、沈思良，以及在洛杉矶臨時發現海外華僑青年協會官員劉雪松，有權申請國家、信任平等的人、人數、 以免太寂寞。這是中國首次參加奧運會的開始。
劉長春在海中漂浮3周後，體力受到了很大影響，是以原注冊的3個項目，他隻參加了100米和200米，400米因為體力不足，沒有上場。這兩項賽事都是小組最後一項，都未能晉級。
賽後，劉長春因路費不足而無法傳回中國，後來在當地僑胞的捐贈下傳回中國。
1933年，在第五屆全運會上，劉長春以10.7秒22.0秒的成績奪冠，創下了100米和200米兩項全國紀錄。10.7秒的100米紀錄保持了25年，直到1958年被中國新運動員梁建勳打破。
1936年，劉長春第二次代表中國參加第11屆奧運會，也是因為28天的波濤洶湧，體力消耗，未能取得好成績。
教練生涯
自20世紀30年代以來，劉長春先後在東北東北大學、北京師範大學和中正大學擔任體育助理、講師和副教授。主要著作有《田徑指導法》、《田徑裁判法》等。1948年8月至1949年2月，任北京東大大學體育系副教授。1949年3月至1950年8月，任長春師範大學副教授。1950年8月至1983年3月，他在大連理工大學（今大連理工大學，至今仍保留着劉長春的銅像）擔任教授。
1983年3月21日，劉長春去世，享年74歲。