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2008年2月19日，張碩文因[[賄選]]而遭劉建國提出當選無效之訴。最後劉建國上訴至[[中華民國最高法院|最高法院]]<ref name=autogenerated5>{{cite news| language =zh-twhant| author =林國賢| url =http://www.libertytimes.com.tw/2008/new/apr/19/today-t1.htm| title =立委張碩文父親 涉賄被求刑30年| publisher =[[自由電子報]]| date =2008-04-19| accessdate =2011-09-27| deadurl =yes| archiveurl =https://web.archive.org/web/20120131040105/http://www.libertytimes.com.tw/2008/new/apr/19/today-t1.htm| archivedate =2012-01-31}}</ref>。2009年6月30日，[[台南高分院]]維持一審當選無效之判決，劉建國立即宣布參與[[2009年雲林縣第二選區立法委員補選|立委補選]]<ref>{{cite news| language =zh-twhant| author =| url =http://www.libertytimes.com.tw/2009/new/jul/1/today-t1.htm| title =國民黨第二人 立委張碩文當選無效| publisher =[[自由電子報]]| date =2009-07-01| accessdate =2009-07-01| deadurl =yes| archiveurl =https://web.archive.org/web/20090727201831/http://www.libertytimes.com.tw/2009/new/jul/1/today-t1.htm| archivedate =2009-07-27}}</ref>。在與時任[[雲林縣]]副縣長[[李應元]]及前立委[[林樹山]]協調後，民進黨於2009年7月12日宣布提名劉建國代表該黨參與立委補選。其他兩位擬參選人均同意提名結果，支持劉建國並全力投入輔選行列<ref>{{cite news |language =zh-tw hant | author = | url =http://www.dpp.org.tw/news_content.php?menu_sn=7&sub_menu=43&sn=3866 | title =提名劉建國打贏雲林立委補選帶動年底縣市長勝選氣勢 | publisher =[[民主進步黨]]官方網站 | date =2009-07-12 | accessdate =2011-09-27}}</ref>。

8月5日，劉前往雲林縣選舉委員會登記參選，由於媒體與選舉對手質疑劉建國前科累累，指稱他有毀損、妨害自由、賭博、違反槍砲彈藥條例等[[前科]]<ref>{{cite news | language =zh-tw hant | author =蔡子眉 | url = | title = 背景全都露 劉建國被爆前科累累 | publisher = 民眾日報 | date = 2009-09-06 | accessdate = 2009-09-15 }}</ref>。但另两位立委参选人，无党籍的[[张辉元]]有案在身仍在上诉中，国民党所推的[[张艮辉]]也被指称为“黑道控制的傀儡”<ref>{{cite news| language =zh-twhant| author =韩福东| url =http://nf.nfdaily.cn/nfdsb/content/2009-10/14/content_5985058.htm| title =云林黑金天地 选举三国演义| publisher =[[南方都市报]]| date =2009年10月14日| accessdate =2009-10-14| deadurl =yes| archiveurl =https://web.archive.org/web/20120131180526/http://nf.nfdaily.cn/nfdsb/content/2009-10/14/content_5985058.htm| archivedate =2012年1月31日}}</ref>，所以负面报道并未取得预想中的成效。9月26日，劉建國以74,272票、超過58%的得票率贏得補選，並於10月5日就職為雲林縣第二選區之新任立法委員。

*[http://www.msn.com/zh-twhant/news/national/%e8%a1%8c%e6%94%bf%e9%99%a2%e7%a2%ba%e5%ae%9a%e7%a0%8d%e4%b8%83%e5%a4%a9%e5%81%87-%e5%8b%9e%e5%b7%a5%e9%bb%9e%e5%90%8d15%e7%ab%8b%e5%a7%94%e3%80%8c%e7%9c%8b%e8%aa%b0%e5%87%ba%e8%b3%a3%e5%8b%9e%e5%b7%a5%e3%80%8d/ar-AAhO4ok?li=BBqiNIb&ocid=iehp 行政院確定砍七天假 勞工點名15立委「看誰出賣勞工」]