刘允斌，1924年生于江西萍乡安源煤矿，原籍湖南宁乡。刘少奇长子。在湖南宁乡炭子冲老家长大。
1938年，被接到延安，进入延安保育小学就读。
1939年，和妹妹刘爱琴一起赴苏联，进入莫斯科莫尼诺国际儿童院学习。
1940年入苏联十年制中学学习，并加入中国共产党。
1945年夏，考入莫斯科钢铁学院学习。
1946年，考入莫斯科大学化学系，学习核放射化学专业。其间担任中国留苏大学生同乡会会长。
1949年夏，与受中共中央和毛泽东委托秘密出访苏联的父亲刘少奇相逢。
1952年，考取莫斯科大学化学系研究生，继续攻读核放化专业。同年，与俄罗斯的玛拉·费拉托娃结婚。
1955年，获得副博士学位。此时接到刘少奇的来信，信中说“祖国和人民民等待着你的归来。在个人利益和党的利益发生冲突的时候，我相信你一定能无条件地牺牲个人的利益而服从党和国家的利益。”后进入莫斯科大学化学研究所担任高级研究员。
1957年10月，回到北京。在国家二机部所属中国原子能研究所工作。
1962年，调到内蒙古包头市郊外的202厂，组建中国原子能研究所第三研究室，并担任主任，负责新型热核材料的研制工作。文化大革命中受到迫害。
1967年11月21日在包头逝世。
1978年得以平反，恢复了作为中共党员和核化学专家的名誉.
1925年，刘少奇和何宝珍（又名何葆贞）夫妇的长子刘允斌降生在苦难的中国南部大地上。在血与火中为革命奋斗的刘少奇夫妇，不得不把两岁的儿子送回湖南宁乡县老家寄养。1938年7月，党组
织把母亲早已牺牲的刘允斌接到延安与父亲刘少奇团聚。这年秋天，13岁的刘允斌入延安保育小学读书，心灵受到共产主义思想的滋养。一年后，党中央决定选送一批革命者的子弟去苏联留学。因工作繁忙无暇照料孩子的刘少奇，将儿子刘允斌、女儿刘爱琴送上了赴苏的飞机。
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