劉大中在美國專攻計量經濟學，在理論上頗有創新，構建了多種計量經濟學模型。他指導的學生恩格爾，日後在這壹領域取得了重大突破，獲得了諾貝爾獎。
1965年，他和葉孔佳博士在多年研究的基礎上合著了《中國大陸經濟:1933-1959》，由普林斯頓出版社出版，立即在西方學術界引起轟動。這本書已經成為研究中國現代經濟史的經典。弗裏德曼和其他經濟學家在討論中國問題時，總是把這本書作為主要依據。
上世紀50年代，臺灣省立大學聘請劉大中為教授，中央研究院聘請他為院士，多次邀請他回來幫助臺灣省制定經濟政策。因此，他培養了許多臺灣省的學生，指導編寫了臺灣省統計年鑒，並親自參與了臺灣省稅制改革的設計。劉大中拯救大陸經濟的夢想沒有實現，轉而在臺灣省這樣的彈丸之地小試牛刀，大獲全勝
1975年，他被查出腸癌，於是帶著妻子回到了美國，回到了他心中的學術聖地——康奈爾大學。漂泊在湖光山色中，劉大中服藥自殺，妻子查亞昭也被藥死。
劉參與創建了許多重要的計量經濟模型。唯壹壹位傳記被收入《新帕爾格雷夫經濟學詞典》的中國學者。
1948 10 10月下旬，胡適曾向翁和蔣介石推薦吳敬超、蔣碩傑、劉大中。胡適推薦的三人中，劉大中和蔣碩傑都是後來去臺灣省的，都在臺灣省的土改和稅改中發揮了相當大的作用。
余英時在1999的壹篇文章說:“臺灣省的經濟有今天。當時(20年前)說是劉大中、蔣碩傑、邢木煥、鄒至莊、顧穎昌、費景漢六位院士做出了貢獻。”
他去世後，庫茲涅茨(1971諾貝爾經濟學獎獲得者)寫了壹篇16頁的文章紀念他。