Liu 1998. gadā tika izvēlēts pirmajā Ķīnas kosmonautu grupā.
Pirmo kosmisko lidojumu Liu Vans veica 2012. gada jūnijā ar kosmosa kuģi Shenzhou 9. Misijas laikā veikta pirmā pilotējamā kosmiskā aparāta saslēgšanās ar kosmosa stacijas prototipu Tiangong 1.