刘大群于1995年回国后确定了“棉花黄萎病生物防治”和“小麦抗叶锈基因分子标记和克隆研究”的主要研究方向。
主持已完成和正在承担的国家“863”项目、国家“973”重大前期项目、国家攻关项目、农业部、国家教育部、国家及河北省自然基金项目、河北省重大攻关项目、河北省推广项目等共30余项，获得经费支持数百万元。目前正在主持国家“十一五”支撑计划“小麦重大病虫害防控技术”研究、“链霉菌生防制剂研究”（863）、国家“十二五”攻关计划等。

已获得发明专利2项（US6074638、PCT/US94/05456）；2005年申请发明专利两项并均通过初审《一种生物杀菌剂及其制备方法》（申请号为：200510117421.3）和《玫瑰黄链霉菌0116 发酵液菌渣作为肥料的应用》（申请号为：200510117422.8）。2008年申请专利《发明了一种筛选抗叶锈病小麦的方法及其专用基因》(申请号为：200810054810X)、2009年申请专利《一种生物杀菌剂可湿性粉剂》(申请号为：200910074685.3）已公示。