刘志兰出生于北京，一二九运动时期积极学生代表，是北师大女附中的民先队长，学生时期有好多追求者，是八路军高级将领左权的夫人。刘志兰与彭德怀的夫人浦安修是北平师范大学女子附属中学的同学和好友，被朱德赞为“女同志中的佼佼者”。经朱德和康克清做媒，1939年，刘志兰与左权结婚。左权极为珍惜自己的婚姻，非常爱护自己的妻子。结婚一年后生下了他们的女儿左太北，出生于抗日战争中的太行山革命根据地，被称为“太行之子”。毕业于哈尔滨军事工程学院导弹系，毕业后在国家航天研究所工作。

不幸的是在1942年，日军对太行抗日根据地发动大“扫荡”，左权指挥部队在掩护中共中央北方局和八路军总部等机关突围转移中不幸牺牲。闻丈夫牺牲，她写下了对丈夫的悼词“虽几次传来你遇难的消息……结婚三年来，我们感情是深厚的，体会到爱与被爱的幸福。你爱北北，你希望她知道爸爸在遥远的华北与敌搏斗……在今后悠长的岁月中，想到你将是我最大的安慰。亲爱的，永别了，祝你安息！”

左权牺牲后，当得她知左权曾被诬陷为“托派”，并戴“罪”作战10余年之后。刘兰志四处奔走、多次向中央写信反映情况，最终中央为左权受迫害一事予以平反，并取消了对左权的留党察看处分。