同年秋，解放軍某團連長王本固作戰負傷被送到云周西村休養，劉胡蘭因常去為王本固做飯、敷藥，接觸多了，兩人產生了愛情。由于戰爭環境險惡，加之劉胡蘭年紀尚小，她與王本固尚未論及婚嫁。當時王連長只把一條毛毯、一支鋼筆和一副眼鏡送給劉胡蘭家，算是訂親的信物。傷好歸隊時，他又送給劉胡蘭一塊小手帕留作紀念。劉胡蘭臨刑前把這塊手帕當成最珍貴的物件交給繼母。

　　劉胡蘭犧牲后，由大伯劉廣謙操持，曾按當地習俗和一起犧牲的石六兒陰配。1957年，劉胡蘭烈士陵園建成，劉胡蘭遺骨單獨遷進陵園，冥婚至此結束。

　　劉胡蘭犧牲半年后，1947年8月1日中共晉綏分局決定破格(通常年滿18歲方可轉正)追認劉胡蘭為中國共產黨正式黨員。不久，解放軍攻克文水縣城，殺害烈士的閻軍連長許得勝、大胡子張全寶等先后被公審處決。

　　劉胡蘭兄妹5人，其中有3人是繼母所生。她犧牲時，二妹劉愛蘭在場親眼目睹，1948年底，劉愛蘭參軍被分配到了戰斗劇社，在劇目《劉胡蘭》的演出中扮演姐姐。她的兩個弟弟后來參軍，分別被當地領導改名為“繼英”、“繼烈”。由于劉父不擅言詞，外出做烈士事跡報告，一般由繼母胡文秀擔任。

　　不過，有一段時間，劉胡蘭的繼母遇到嚴重的政治麻煩。究竟是誰出賣了劉胡蘭，長期未能查清，胡文秀曾一度受到懷疑，為此還遭到過批斗。劉景謙和女兒劉芳蘭一同趕到北京，找黨和國家領導人明斷是非。問題最后反映到了周恩來總理那里，周總理親自過問，才使胡文秀解了不白之冤。

　　事實真相直到1963年才查清：叛徒是云周西村農會秘書石五則，他曾因包庇地主段二寡婦受到過劉胡蘭的批評，后被撤銷職務、開除黨籍，故懷恨在心。一俟閻軍到來，便將劉胡蘭等7人全部出賣。石五則于1963年2月14日被政府槍決，受到應有的懲罰。