刘秉忠给忽必烈多次上书，为未来的元帝国建设从政治、典章、法度、礼乐、教育诸方面绘制了一幅完整的蓝图。忽必烈听了这些建议后，非常高兴，而他登基后也确实是照此蓝图行事的。刘秉忠曾经建议忽必烈，取《易经》“大哉乾元”之意，将蒙古更名为“大元”，忽必烈也采纳了，这就是元王朝命名的由来。

　　刘秉忠跟随忽必烈左右，因已出家，因而穿的仍是和尚服，他法名子聪，又为忽必烈掌管文案，所以人们都叫他“聪书记”。直到至元元年(1264年)，忽必烈才拜刘秉忠为光禄大夫，位太保，参领中书省事，达到位极人臣的地位。

　　刘秉忠不但是政治家，还是当时第一流的学者、科学家、诗人。曾与他同在邢台西南磁州紫金山学习的张文谦、王恂、郭守敬,都称他们从秉忠而学。王恂是太子真金的老师,早以算术有名，后王恂和郭守敬日夜测验推步,创制《授时历》。刘秉忠在算数、天文、历法、水利上的造诣可见一斑。他的《荷叶·烟霞洞》为卢前收入《元曲三百首》：“南高峰，北高峰，惨淡烟霞洞。宋高宗，一场空，吴山依旧酒旗风。两度江南梦。”毛泽东很是欣赏，曾一再书写。

　　刘秉忠除帮助忽必烈设计了建国的蓝图外，他还是元朝两座都城即上都和大都的设计者，在中国乃至世界的城市建设史上，留下了世人惊叹的极其辉煌的成果。其中元大都始建于1267年，1285年完工，历时18年。

　　至元十一年(1274年)，刘秉忠跟随忽必烈幸上都，八月，端坐无疾而终，享年59。忽必烈听到他辞世的消息时大惊，对群臣说：秉忠追随我30多年，小心缜密，不避风险，言无隐情，他精通于阴阳术数，很多事情他都预先知道，详情只有我清楚，其他人是不了解的。

　　由于刘秉忠精通阴阳术数，忽必烈又公开说他能预知未来，不少野史也就将他神化了。如说其墓被盗，有司进墓调查时，发现一石板，上面有刘秉忠留下的预言：某年月日某人盗我墓。有司照此追查，果将盗墓贼抓获。

　　从刘秉忠与忽必烈亲密的君臣关系来看，说刘秉忠故意弄歪中轴线，要害蒙古人，显然并无根据。有人通过刘秉忠精通“阴阳术数”的特点做了这样的推测：太阳当顶的时候，古人并不认为它是最好的时候，因为它马上要倒斜了。而如果离最高峰还有一点距离，那么就还有上升的空间。这样说来，中轴线逆时针方向稍稍偏离子午线，是不是也是留下上升空间的“术数”含义呢？