在忽必烈统治漠南汉地期间，刘秉忠极力主张用汉人办法治理汉地，被忽必烈所采纳。刘秉忠亲自主持邢州、关中的汉治，选拔官吏，制定政策，精心督导，使推广汉治取得明显成效，为忽必烈打败阿里不哥、取得统治地位、建立元朝奠定了坚实基础。
刘秉忠经常向忽必烈灌输以儒学治国思想，劝他以收服民心为头等大事。刘秉忠随忽必烈出征的时候，力谏制止杀戮和抢掠。忽必烈听从了，多次下达军令，禁止士兵滥杀和掠夺。
大蒙古国自建立以来，一直没有年号。公元1260年，忽必烈当了大蒙古国的第五任大汗。刘秉忠建议，按照汉人政权的制度，应该设立年号。于是，忽必烈建年号为“中统”，有中华开统之义。后又取《易经》中“至哉坤元”之义，改年号为“至元”。
公元1271年，鉴于大蒙古国已经分裂，在刘秉忠等人的建议下，忽必烈将大蒙古国改为“大元”，从此开创了元朝时代。
刘秉忠等人按照汉族政权的模式，为元朝制定了政治体制、典章制度、朝廷礼仪、官僚机构、官职名称等，甚至连朝廷官员的服装、俸禄，都是由刘秉忠等汉族士大夫们制定的。所以，元朝与汉人政权几乎没有区别。
公元1266年，在建元前夕，刘秉忠与张柔、段桢一起，受命在燕京规划建造了一座新的都城。新城按照汉族风格建造，工程浩大，被称为元大都。元朝建立以后，将都城迁到这里。元大都奠定了今北京市的基础。
刘秉忠不仅是杰出的政治家，还是著名文学家。他文学功底深厚，诗词文章、散曲乐府，无不精通，被称为元初北方文坛代表性人物之一。刘秉忠的元词，寄情咏物，脍炙人口，深受人们喜爱。刘秉忠号称藏春散人，经常以吟咏自乐。
刘秉忠作为忽必烈的主要谋士之一，屡献计策，深受忽必烈信任。刘秉忠处世慎密，从不居功自傲，而是谦和待人，清心寡欲，不慕富贵权力，衣食简朴。他跟随忽必烈以后，很长时间仍然穿着僧衣，也不要任何职务，而以布衣之身参与军国大事。直到后来，刘秉忠才担任了光禄大夫、太保职务。
公元1274年，刘秉忠无病端坐而逝，享年五十九岁。忽必烈十分悲痛，对群臣说：“秉忠跟随朕三十余年，对朕忠心耿耿，屡出奇谋，言无不尽。秉忠学问之高深，计策之高明，世人都不清楚，只有朕知道。”
忽必烈追赠刘秉忠为太傅、赵国公，谥号“文贞”。后来，刘秉忠又被追封为常山王。
后人在邢州建有三文贞公祠，祭祀籍贯邢州的三大名相魏徵、宋璟、刘秉忠。三人谥号都是“文贞”。
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