1932年6月12日，上海《申报》刊登的一则消息震惊全国：洛杉矶奥运筹备会已经接受“伪满洲国”的报名，将代表中国参加第十届奥运会。几天后，长春日伪方面也发布消息称，“伪满洲国”已经决定派遣于希渭和刘长春两位选手，由日本人带领赴洛杉矶参加奥运会。
“伪满洲国”的决定只是一厢情愿。因为早在5月份东三省刚沦陷时，刘长春就已经逃离东北，跟着逃难的人群到了北平。早已知道日伪阴谋的刘长春，随即在《大公报》发表声明：我是炎黄子孙，堂堂正正的中国人，绝不代表“日伪满洲国”参加奥运会。
刘长春的声明得到了中华奥委会的回应和支持，中华奥委会随即向洛杉矶奥运筹备会申明自身合法权益和地位，揭露了日伪满的阴谋和非法性，在中华奥委会的据理力争下，洛杉矶奥委会撤销了“伪满洲国”的报名申请，同时通过了刘长春和于希渭代表中国参赛的请求。但由于当时于希渭已经被日本人羁押，无法离开东北，最终没有成行，刘长春也就成了中国参加奥运会的唯一选手，即中国奥运第一人。
由于赴美参赛的经费迟迟没有着落，一筹莫展的教育部便打算放弃这次机会，幸好时任东北大学校长的张学良知道了这件事，出面资助经费8000银圆，相当于1500美元，并在7月1日东北大学毕业典礼上宣布刘长春和于希渭将代表中国参加洛杉矶奥运会，随行教练是宋君复。
刘长春只身参加奥运会的消息传出后，备受国人关注。上海新闻界、体育界和其他团体，将近2000人为刘长春践行，举行欢送仪式，声势浩大，场面热烈。直到7月8日，刘长春和宋君复终于搭乘上了上海驶往美国洛杉矶的邮轮。
经过21天的艰苦航行，终于抵达洛杉矶，刚好赶上第二天的奥运开幕式。为了避免开幕式入场时人数少，显得过于孤单，洛杉矶爱国华侨团体帮助中国队凑人数，这些人也就成为了中国参加奥运会的第一支代表队。
由于刘长春在海上漂泊了三个星期，极度疲劳，体力严重透支，原本打算参加100米、200米和400米三个项目，最后无奈放弃了400米，但比赛结果其它两个项目的成绩也不理想，都是小组最后一名，没有晋级。说刘长春受影响是因为，1929年6月在沈阳举行的第十四届华北运动会上，刘长春一举打破了100米、200米和400米全国纪录，其中100米跑出了10.8秒的成绩，而1928年阿姆斯特丹奥运会100米冠军也是10.8秒，与刘长春成绩相同。可见，刘长春确实受到影响，没有跑出自己最好成绩。
刘长春在洛杉矶奥运会的比赛结束后，由于返程路费不够，只能暂时滞留美国。直到后来，在当地华侨的捐助下，凑够了路费，刘长春才辗转回到祖国。
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