在北戴河休假期间，刘少奇部分家庭成员的合影（后左起：刘涛、刘亭亭，前左起：刘源、刘平平、刘少奇、王光美、刘丁）。
刘少奇一生共养育了9个子女。其中何葆贞烈士留下二男一女，即长子刘允斌、长女刘爱琴、次子刘允若；王前留下一男一女，即次女刘涛、三子刘允真；王光美生育有一男三女，即三女刘平平（王晴）、四子刘源、四女刘亭亭、五女刘潇潇。
刘允斌，刘少奇长子。1924年，刘允斌生于江西萍乡，成长于湖南宁乡炭子冲老家；1938年，刘允斌被接到延安，进入延安保育小学就读；1939年，他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，刘允斌进入苏联十年制中学学习，并加入中国共产党；1945年至1955年，刘允斌先后在莫斯科钢铁学院、莫斯科大学学习，并获得核放射化学专业副博士学位；同年，他与俄罗斯姑娘玛拉·费拉托娃结婚。
1957年10月，受刘少奇的指示，刘允斌回到北京，在国家二机部所属中国原子能研究所工作；1962年，他被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，并担任主任一职，负责新型热核材料的研制工作。
文化大革命期间，刘允斌被诬指苏联间谍而受迫害。由于难以忍受折磨，1967年11月21日9时左右，他在包头卧轨自杀。1978年平反时，中央为他恢复了中共党员和核化学专家的名誉。
刘爱琴，刘少奇长女。1927年，刘爱琴在湖北汉口出生后，即被交给汉口一户工人家庭抚养，曾当过童养媳；1938年，她被党组织接回延安；1939年，她和哥哥刘允斌一起赴苏联莫斯科莫尼诺国际儿童院学习；1940年，进入苏联十年制学校读书。
1966年，刘爱琴加入中国共产党。文化大革命时，她被开除党籍，开除公职。在被押往农村劳动改造时，丈夫与她离婚。1979年刘爱琴得以平反，先后在河北师范大学、中国人民警官大学担任俄语教师、副教授。她曾获全国妇联授予的“三八红旗手”光荣称号以及公安部授予的人民警察一级金盾荣誉奖章。
刘允若，刘少奇次子。1930年，刘允若生于上海，1933年冬，母亲何葆贞在南京雨花台英勇就义后，他开始流浪。
1946年，刘允若回到刘少奇身边；1954年，他在北京四中毕业后，被选送到苏联莫斯科航空学院攻读飞机无线电仪表专业，后转学导弹的总体设计专业。
1960年，刘允若回国后，在国家七机部下属单位从事导弹设计的工作；1964年，他在父亲的要求下到中国人民解放军基层锻炼，并于同年加入中国共产党；1965年，刘允若曾随同刘少奇的秘书到河北农村参加“四清”工作；1966年回到七机部工作；1967年1月，刘允若被关押在北京市半步桥监狱；1974年12月被释放；1977年因病在北京逝世。
刘涛，刘少奇女儿。1944年10月，刘涛生于延安；七岁入读北京育英小学；1959年考入北京师范大学女附中学习；1962年考入清华大学自动控制系学习；1965年加入中国共产党。
文化大革命时，刘涛曾参加造反运动，在江青的威逼下，根据生母王前的口述，和弟弟刘丁一起写了一份所谓“揭露”父亲刘少奇的大字报。1968年，刘涛以“可以教育好的子女”身份被分配到北京铁道分局承德车辆段当工人；1972年10月调回北京；1979年后，她曾以“清子”署名在报刊上发表诗作，并以《涅磐》为书名结集出版。现退休居北京。
刘丁，刘少奇儿子。1946年7月，刘丁生于延安，又名刘允真。1949年，他随父亲进入北京。刘丁从小被父亲叮嘱:“你们不能以高级干部子女的身份自居，不能搞特殊化，遇到什么事情，都要先想自己做得对不对。”
1962年刘丁从北京101中学毕业后，考入北京郊区的良乡农业技术学校；1966年下放到北京郊外的八达岭延庆山区教书；文化大革命结束后回到北京，在国家科学技术协会工作；改革开放后，他曾到广西等地从事经济管理工作。
1996年，刘丁回到湖南，担任长沙市商业银行北区支行副行长，直到退休。
刘源，刘少奇儿子。1951年，刘源生于北京，13岁进入中南海警卫部队当列兵。后来他晋升为上等兵，并获“特等射手”和“五好战士”的光荣称号。
1968年，刘源插队到山西省山阴县参加农业生产劳动；1975年在北京起重机厂当铆工；1977年考入北京师范学院历史系；1982年，刘源加入中国共产党，同年到河南省新乡县七里营公社（乡），任公社管委会副主任；1983年，刘源任新乡县副县长、县长；1985年，他到中共中央党校学习，结业后任郑州市副市长。
1988年，刘源任河南省副省长；1992年至1997年，刘源先后担任中国人民解放军武装警察部队水电指挥部政委、总部副政委；2000年，他被晋升中将军衔；从2003年起，刘源任中国人民解放军总后勤部副政委、中国人民解放军军事科学院政委。
2009年7月20日，中央军委主席胡锦涛向刘源颁发了晋升上将军衔命令状；从2011年1月19日起，刘源任解放军总后勤部政委。
刘平平（王晴），刘少奇女儿。1949年5月，刘平平生于北京。文化大革命期间曾被关进少管所，还先后被发配到解放军济南军区军马场、酱油坊等地方工作。期间，她自学食品工业方面的知识，文革结束后，她开始在食品研究所工作。
1980年，刘平平赴美国深造，几年后，她获得哥伦比亚大学营养教育硕士和博士学位；1986年，刘平平回国，担任北京市食品研究所副所长；1988年，她晋升为副研究员，北京市食品研究所所长；1991年任国家商业部任科技质量司副司长。
1995年，刘平平任该司司长，并当选为北京市人大代表。1999年11月25日，国际星座局决定将蛇夫星座上新发现的第36号小行星命名为“王晴”星。
刘亭亭，刘少奇女儿。1952年，刘亭亭生于北京；1968年，她被派遣到北京维尼伦厂当工人；1971年调到北京仪器仪表厂；1977年调到外交部所属的世界知识出版社当编辑；1978年考入中国人民大学外文系。
1981年，刘亭亭赴美学习；1985年获哈佛工商管理硕士学位；1985年，刘亭亭就职于美国洛克菲勒公司；1989年回国；从1991年起，她先后创办“香港联亚集团有限公司”和“中贸圣佳国际拍卖公司”，并担任董事长和总裁。
刘潇潇，刘少奇小女儿。1960年，刘潇潇生于北京，又名小小。1967年，她被托付给阿姨后离开了中南海，从此与父亲永别。刘源回忆称：文化大革命中父亲和母亲受到最惨烈的批斗时，“爸爸不得不作最坏的准备。唯一使他放心不下的一件的家事，就是最小的女儿小小。常念叨着：小小该上学了，该上学了。”
1979年刘潇潇考入北京大学生物学系；1980年考入上海同济大学留德班学习；1987年，她在德国获生物工程硕士学位，同年回国创业。