1937年，當他懷著愛國熱情回到祖國時，抗日戰爭已經爆發，他去了西北聯合大學土木工程系當教授。65438-0938成為西北工學院水利系教授兼系主任。其間編纂出版了我國較早的水利專著《普通水力學》。為了幫助學生學好這門課程，他想盡辦法從零開始建立了壹個液壓實驗室。65438-0942任國家黃河水利學院院長。他帶領師生在後方辦學，聘請了壹些高水平的教師。他認真備課，熟悉學者教學，不斷豐富新內容，取得良好效果，培養了壹批青年學生。65438年6月至0946年6月，赴南京水利部成立黃河根治課題組，先後任成員、代理組長，隨專家組赴黃河中上遊進行實地調查，撰寫了壹些重要的調查報告。南京解放前夕，有人要他去臺灣省或國外，他堅決留了下來。他的行為也影響了他的大多數同事。1949年4月南京解放後，他將保存下來的儀器、設備、資料完好地移交給了軍管會。
新中國成立後，劉德潤在中央水利部工作，期間協助黃河委員會工作，任平原省人民政府委員。1954至今，任水利部工程管理局副局長。為確保工程安全運行，充分發揮效益，開展了水庫大壩安全監管，制定了各類水利工程的管理辦法和技術要求。每到汛期，都要進行汛前檢查，汛期指導防汛，汛後維護加固工程。
1958年7月，黃河泛濫，山東與河南在分洪與不分洪問題上發生爭執。水利部領導和周恩來總理采納了他的建議，沒有轉移洪水。經過七天七夜的奮戰，兩省人民終於戰勝了這場特大洪水。
1962汛期前，他對河北省海河水系防洪工程進行檢查，發現隆堯縣某水庫工程質量差，庫區周邊被淹，影響耕地和附近村莊。縣政府和群眾反映水庫有危害。經檢查，情況屬實。建議省裏扒下來。檢查中還發現保定地區龍門水庫和邢臺地區臨城水庫標準低、質量差，建議修建副壩進行補救。
關於治理黃河的問題，他提出“泥沙不治，黃河不治”。他認為黃河的根本問題是泥沙。泥沙主要來自中遊的黃土高原。治理泥沙，必須制止中遊水土流失，搞好水土保持。在水土流失地區，宜農則農，宜林則林，宜牧則牧。
劉德潤長期從事水利工作，在工程規劃、設計、施工、管理等方面做了大量工作，提出了許多好的建議和意見。如官廳水庫大壩建設中采用砂壤土代替材料，不僅省工省錢，而且為汛期前截流提供了條件。對於四川都江堰，他通過算水賬和土賬出謀劃策，擴大灌溉面積。