1932年10月8日，刘胡兰出生在山西省文水县云周西村的一个贫苦农民家庭。

她8岁上村小学，10岁起参加儿童团，1942年被选为村儿童团长。她经常带领小伙伴们站岗、放哨、掩护抗日干部，还随武工队员到敌人据点散传单、贴标语、侦察敌情，对敌人展开政治攻势。一天，晋绥八专署抗联主任米建书正在云周西村召开干部会，刘胡兰发现日军偷袭后，马上报告米主任，使他们及时安全转移。这年夏天，刘胡兰和“敌工站”站长刘芳趁敌人据点信贤村唱戏的机会，侦察敌情，顺利地完成任务。

1945年秋，日本侵略者投降，云周西村获得解放。这年的10月19日，13岁的刘胡兰参加了县里举办的妇女训练班。在这里，她懂得很多道理，认识了更多的字。妇女训练班结束以后，刘胡兰回村里担任了村妇女救国会秘书，积极组织妇女上冬学，宣传革命道理，带领妇女纺线织布、做军鞋、看护伤员、学习军事技术、参战支前。1946年6月，只有14岁的刘胡兰光荣地加入中国共产党，成为一名候补党员。

1946年秋，国民党阎锡山军队扫荡晋中平川，形势恶化。刘胡兰留下来坚持斗争，经常冒着生命危险把标语、传单、文件秘密送到附近村里的党组织，还配合武工队打击敌人。

1947年1月11日，形势更加恶化，刘胡兰的处境已经非常危险，上级决定要刘胡兰立即转移到西山。由于叛徒的出卖，刘胡兰和石三槐等六名同志被敌人抓了起来。

1947年1月12日，刘胡兰从容地躺到铡刀下，壮烈牺牲，时年15岁。