2008年10月，河北省委决定让刘大群到邢台市任市政府市长。期间，他虽然在“三鹿”事件中因负有领导责任而受到处分，但并没有影响他的报国热情、没有改变他务实肯干的作风。针对邢台基础设施落后、经济基础薄弱、观念落后等问题，他重点谋划实施了“一城五星”大城市框架、“东出西联、南承北接”交通枢纽、“3+1”主导产业振兴规划、“千亿产业、百亿企业”等一系列重大发展战略，省重点项目数连年名列全省前茅，实现县县有省重点项目和省级开发区的历史性突破。“十一五”投资为“十五”的3倍，总额、增速创历史之最。当世界金融风暴来临之际，众多企业面临困境、诚惶诚恐、政府上下“忐忑”之时，他提出了市长联系企业，他个人联系了100家企业并向企业公布了自己的联系方式，定期到企业调研座谈，具体解决企业的实际困难，有效地帮助占邢台经济总量70%的企业渡过了金融危机，重振了企业的信心。健全突发事件的应急反应机制，及时应对和妥善处置了暴雨、冰雪灾害和老亏困国有企业群体事件等。在全国率先制定实施城区困难家庭综合救助办法，率先推行建筑劳务实名制一卡通系统，破解拖欠农民工工资难题，得到了中央领导的肯定。首创房产登记办证立等可取模式，“一手交房，一手交证”模式在全省推广；在全省率先实现网上审批和电子监察。

    这次刘大群再次当选全国人大代表，充分体现了党和人民对他的信任。