由于敵人的騷擾，“婦訓班”曾幾次轉移，途中，劉胡蘭拿文件、背糧食，幫助體弱的學員扛行李。她常常鼓勵大家說：“八路軍打仗死都不怕，咱們還能怕困難，怕困難哪能干革命……”回村后，劉胡蘭擔任了村婦女救國會秘書，積極組織婦女上冬學，宣傳革命道理，帶領婦女紡線織布、做軍鞋、看護傷員、學習軍事技術、參戰支前。

1946年5月，她被調任第五區“抗聯”婦女干事。6月，光榮地加人中國共產黨，為候補黨員。當時她才14歲。劉胡蘭在黨旗下莊嚴宣誓：“……不怕流血，不怕犧牲，困難面前不低頭，敵人面前不屈服，為共產主義奮斗終身。”不久，她參加了區委組織的土地改革工作組，回云周西村領導土改運動，正確地執行了黨中央的方針政策，出色地完成了任務。1946年秋天，國民黨軍隊大舉進攻陜甘寧邊區，住文水一帶的八路軍調往晉西作戰，閻錫山趁機掃蕩晉中平川，形勢惡化。為了保存革命力量，減少不必要的犧牲，中共文水縣委根據上級指示，決定留少數干部組織“武工隊”，堅持敵后斗爭，大批干部轉移上山，劉胡蘭也接到上山的通知。但經過鍛煉逐漸成熟起來的劉胡蘭，想到自己年齡小易于隱蔽，敵后工作更需要她，請求留下來堅持斗爭，上級批準了她的請求。在艱苦的環境里，她深入敵區；收集情報，發動群眾，開展斗爭。經常出入“青紗帳”，隱匿“古墓穴”；配合“武工隊”打擊敵人，協助“武工隊”鎮壓了云周西村罪大惡極的反動村長石佩懷。

毛澤東當年為其題詞：“生的偉大，死的光榮！”