乾隆二十三年(1758年)5月，云南巡抚郭一裕怂恿总督恒文购买金铜制作禁物，刘统勋受命前往调查。乾隆二十五年(1760年)2月，西安将军都赉克扣军饷，刘统勋再受皇帝钦命查案，又会审山西归化将军保德侵吞公款案，皆如实向皇帝奏明，深得乾隆的信任。
乾隆二十六年(1761年)，刘统勋任东阁大学士兼礼部、兵部事务。乾隆二十九年(1764年)升任翰林院掌院学士、尚书房总师傅、殿试阅卷大臣。乾隆三十年(1765年)任东阁大学士、国史馆总裁。乾隆三十四年(1769年)，刘统勋七十大寿，乾隆皇帝亲笔御赐“赞元介景”四字匾额。乾隆三十八年(1773年)出任《四库全书》总裁官。
操劳猝逝
乾隆三十八年(1773年)十一月十六日，刘统勋赴紫禁城早朝，行至东华门外时，轿内忽然倾斜，抬轿人拉开轿帘发现刘统勋双目紧闭。乾隆听说后赶忙派御前大臣福隆安携药赶往救治，但刘统勋已经故去。乾隆皇帝亲往吊唁，到刘统勋家门口时发现门楣窄小、家居简朴，为之感动。回宫尚未进乾清门，乾隆就忍不住涕泣，对群臣说：“我失去了一位得力助手”，“刘统勋不愧是真宰相”，还亲自作挽联和怀旧诗，将刘统勋列为五阁臣之一，追授太傅，赐谥号文正。
第二年，刘统勋归葬家乡山东诸城白家庄祖坟，沿途二十里以内文武官员均至柩前吊祭。
刘统勋杀子
刘统勋是清朝乾隆时期的重臣，官至宰相。他为官四十多年，但一直都清廉正直，是难得一见的好官。但是却有传言说他曾做过杀子之事，这是真的吗?下面，让我们一起来了解一下。
刘统勋画像
刘统勋是皇帝的肱骨之臣，历代对他的评价也多是夸赞之词。而关于他杀子之事，也找不到任何的相关记载。所以，关于刘统勋杀子之事应该只是野史，不可轻信。
刘统勋杀子其实是相声桥段立的情节。据说，当年乾隆对刘统勋说：“如果你的儿子长大之后不能做个好官，玷污了你的名声可怎么办?”刘统勋听到乾隆的话后，不知是如何理解了皇帝的意思，回到家后，竟然将他的两个儿子一刀铡死了。刘墉是他最小的儿子，身体灵活矫捷，趁刘统勋不备就跑了出去。慌忙逃跑的时候，一不小心撞到了太后。年幼的刘墉在惊魂未定之下，嚎啕大哭。待问明了原因之后，盛怒的太后跑去责问乾隆，并亲自出面保下了刘墉，刘墉这才救回了一条小命。
当然以上的种种情节并不可信。因为在历史上，刘墉并不是刘统勋的幼子，而是长子，所以关于刘墉逃跑之类的种种情节应该都是虚构出来的。
刘统勋是乾隆所倚重的重臣，他直言敢谏，是治水能臣。1773年，刘统勋在去上朝的路上卒逝。乾隆闻讯后忍不住哭泣出声，哀叹失去了一位能臣。