一九三三年前后刘廷藩回国，后出任国立北洋工学院图书馆主任，但很快就离开了，于一九三五年到甘肃先后担任凉州特税局长、临洮特税局长等职。这个转变与章太炎女婿朱镜宙有关。朱镜宙在温办报，与刘廷藩相识，经常出入刘家，并与刘文端有过恋情。刘家兄妹视朱镜宙为二哥。在朱镜宙晚年回忆录《梦痕记》中说，柳寰（即刘廷藩）是他与柳仪（即刘文端）的“红娘”。正因这层关系，朱镜宙出任甘肃财政厅厅长后，请刘廷藩协助他工作。温州博物馆存有一通刘文端写给朱镜宙的信，可说明此背景：“藩弟此行全凭厚爱，母亲、大哥与庄妹都同铭感。藩弟自幼秉性孝友，先严在日最所钟爱，母亲守节抚孤，大哥、嫂秉承母志，襄助努力，俾得成立。藩弟辱承二哥厚爱已二十年，此后若能有所建树，光前裕后，皆二哥之赐也。藩弟诚实忠厚，哥所素知，惟阅历甚浅，又复初入宦海，前途一切，全仗哥随时训诲指导，俾免陨越为祷。”
一九三六年九月，刘廷藩向朱镜宙提出辞呈得到批复。此时朱镜宙即将调离甘肃。接着，抗战爆发，刘廷藩在西南活动，担任过贵州教育厅第三科科长。一九四三年十二月，刘廷藩在中央银行经济研究处编印的《经济汇报》第八卷第十一期发表了《经济资料类目》一文，其导言提及此文系他“根据年余在处管理资料之经验”，说明当时他在中央银行经济研究处工作。