劉院士先后擔任過我國第一、二代電力機車的總體設計，主持并組織了我國第三、四代電力機車的開發研制全過程，使我國電力牽引技術裝備實現了由普載到重載、常速到高速、交直傳動到交流傳動、進口到出口的四次歷史性跨越。2002年，劉院士親自擔任我國首列"中華之星"270公里/小時高速列車研制的總設計師，并取得圓滿成功，并在秦沈高速實驗線中刷新創造了321.5公里/小時的"中國鐵路第一速"，標志著我國高速列車的開發進入了國際先進行列。

在組織參加科研攻關的同時，劉院士還不斷總結實踐經驗和理論研究成果，先后主編了《韶山3型電力機車》、《韶山3型4000系電力機車》、《韶山4B型電力機車》、《韶山6B型電力機車》等多部著作，還參與了兩項國家重大科技咨詢項目"2020年中長期科技發展規劃"、"'十一五'振興制造業途徑與對策的論證"、牽頭負責其中"軌道交通"專題的編制工作。同時，他還參加了鐵道部300公里/小時高速列車技術條件論證、國家發改委京滬高速鐵路論證和科技部863計劃的高速磁懸浮技術專項咨詢評估等工作。

劉友梅院士以他在鐵路電力牽引技術裝備領域的突出貢獻，先后被授予"國家有突出貢獻中青年專家"、"全國鐵路優秀知識分子"、"全國優秀科技工作者"、"湖南省勞動模范"、"全國勞動模范"等榮譽稱號，并榮獲鐵道部首屆"詹天佑科技成就獎"、湖南省首屆"光召科技成就獎"、鐵道部首屆"詹天佑科技大獎"、國家"光華工程科技獎"