1932年6月12日，上海宣布发表一则震惊全国的消息。该消息指出，洛杉矶奥运预备队将接受"伪满族"注册，将代表中国参加奥运会。另一个消息是，伪满族国家正在举行奥运选拔赛。
几天后，长春的消息人士指出，伪满族国家决定派两名运动员席伟和刘长春前往洛杉矶参加由日本人率领的奥运会。
当时，中国的反日情绪高涨，刘长春也早在5月东北沦陷后不久，就逃往东北北平。5月，他在《大公报》上发表声明称，"我是中华民族黄岩的儿子，中国人，永远不会代表日本参加第10届奥运会。
为了维护中国的国际地位，当时的中国奥委会决定，除非中国选择参加奥运会，否则就派运动员参加奥运会，以粉碎日本支持伪满洲国家取代中国地位的阴谋。

刘长春在奥运会上参加200米预赛现场
1932年6月25日，外交部收到国际奥委会总部的信息，伪满洲国参加奥运会未经国际奥委会批准，无法参加奥运会。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。伪满洲既没有得到国际奥联的承认，也无法确定国家体育机构，得到国际奥委会的认可，当然没有资格参加。
当时，奥运会报名已于6月18日结束，中国奥运紧急征集住宿登记，26日收到预备委的答复，同意中国两名球员是刘长春和于锡璇。
刘长春被安排调到上海练习，但当时，余希轩已经被日本卫队派去，无法离开东北，所以余长春没能出行，中国第一次参加奥运会，只有一名球员刘长春。
去美国旅行要花很多钱，当教育部决定不派球员参加时，就没有经济支持。好在时任东北大学校长的张学良将军介入，出资约8000元银元，约合1500美元，这就足够了。7月1日，张学良在东北大学毕业典礼上宣布，刘长春、于希轩是中华民国参加第十届奥运会的运动员和教练。
在与外交部联系寻求帮助后，刘长春于7月5日在上海举行新闻发布会，并表示将尽最大努力为国家服务。会上，全力为刘长春筹款的体育协会理事俞金生指出，刘长春参加奥运会具有深远意义，一是要消除日本伪满洲国的国际宣传阴谋;
刘长春（右）指导大学生运动会短跑
7月6日和7日，上海新闻界、体育界和组织，为刘长春，近2000人出席。7月8日，刘长春和宋俊福乘坐邮轮从上海到美国洛杉矶，进行中国奥运会的首次航行。
当邮轮经过神户时，一名日本记者登上船，问刘长春是否代表满洲参加奥运会，刘晓波立即回答说："我当然是中国人，代表大中华民国。不久邮轮邮递员发来电报，是日本体育协会代表满族国家代表参加奥运会的运动员一路夺冠的留言，刘长春愤怒地回复，"只有中华民国代表上船，没有满族代表"并回电报。
经过21天的海上旅行，邮轮于7月29日抵达洛杉矶，受到筹备人员和海外华人的热烈欢迎。预备队人员开着警车离开，把两人带到参赛者的村子里，第二天下午将在那里举行开幕式。
开幕式当天，由刘长春举着国旗，现场各界人士分别是宋俊福、沈思良，以及在洛杉矶临时发现海外华侨青年协会官员刘雪松，有权申请国家、信任平等的人、人数、 以免太寂寞。这是中国首次参加奥运会的开始。
刘长春在海中漂浮3周后，体力受到了很大影响，所以原注册的3个项目，他只参加了100米和200米，400米因为体力不足，没有上场。这两项赛事都是小组最后一项，都未能晋级。
赛后，刘长春因路费不足而无法返回中国，后来在当地侨胞的捐赠下返回中国。
1933年，在第五届全运会上，刘长春以10.7秒22.0秒的成绩夺冠，创下了100米和200米两项全国纪录。10.7秒的100米纪录保持了25年，直到1958年被中国新运动员梁建勋打破。
1936年，刘长春第二次代表中国参加第11届奥运会，也是因为28天的波涛汹涌，体力消耗，未能取得好成绩。
教练生涯
自20世纪30年代以来，刘长春先后在东北东北大学、北京师范大学和中正大学担任体育助理、讲师和副教授。主要著作有《田径指导法》、《田径裁判法》等。1948年8月至1949年2月，任北京东大大学体育系副教授。1949年3月至1950年8月，任长春师范大学副教授。1950年8月至1983年3月，他在大连理工大学（今大连理工大学，至今仍保留着刘长春的铜像）担任教授。
1983年3月21日，刘长春去世，享年74岁。