1947年1月11日夜，上级通知其转移。次日拂晓，敌人突然包围云周西村，把先期被捕的石三槐押解回村，强令全村群众到观音庙集中。刘胡兰因叛徒告密而被捕。她镇静地把奶奶给的银戒指、八路军连长送的手绢和作为入党信物的万金油盒——三件宝贵的纪念品交给继母后，被气势汹汹的敌人带走。她也随同群众来到会场。敌人当场又抓捕了石世辉、陈树荣、刘树山、张年成等，并胁迫她出场“自白”。审讯中，敌人千方百计诱使其供出同志，并相许给她一块土地。她回答：“不知道”，“给我个金人也不要”！接着又以死相逼，她昂首挺胸、义正辞严地说：“怕死不当共产党。”敌连长恼羞成怒，指使叛徒把石三槐、石六儿、张年成、石世辉、刘树山和71岁的陈树荣，用铡刀杀害。敌连长问她：“怕不怕？”她坚定地回答：“死也不投降！”她镇定自若地问：“怎个死法？”敌连长狂叫：“一个样！”并命令机枪对准群众：“把这些人全扫光。”她斩钉截铁地喊道：“不许残害群众！”从容不迫走近铡刀，英勇就义，牺牲时尚未满15周岁。
那么这个告密者是谁呢？杀害刘胡兰的凶手有着怎么样的下场？
1946年下半年，国民党军队对解放区由全面进攻转为重点进攻，阎锡山调集近万兵力对晋中地区进行扫荡，声称要“水漫平川”。阎系七十二师少将师长艾子谦率领3个团兵力坐镇文水县，情况开始日益恶化。当时，中共文水县委出于爱护，曾考虑让刘胡兰随同部分干部转移上山，但刘胡兰得知后，坚决要求留下来坚持斗争。她的理由是自己年龄小，不会引起敌人的注意，并且熟悉当地的情况，便于开展工作。后来组织上批准了刘胡兰的请求，让她留在了云周西村。
