1946年，周恩來(lái)幫忙把她們接回延安。劉思齊那時(shí)十六歲，在延安中學(xué)上學(xué)。1946年夏天，她在毛主席窯洞里第一次見(jiàn)到毛岸英。毛岸英剛從蘇聯(lián)回來(lái)，比她大八歲，兩人聊起各自經(jīng)歷，都覺(jué)得像一根藤上的苦瓜。

1948年在西柏坡，兩人確定關(guān)系。1949年10月15日，他們?cè)谥心虾＾k了婚禮。婚禮很簡(jiǎn)單，只擺了兩桌飯，毛主席送了一件自己1945年去重慶談判時(shí)穿的呢子大衣，說(shuō)白天岸英穿，晚上蓋被子，兩人都有份用。

婚后一年不到，毛岸英去醫(yī)院看劉思齊，她剛做闌尾炎手術(shù)。他交代了幾件事就走了。11月25日上午，毛岸英在朝鮮志愿軍司令部處理電報(bào)，美軍飛機(jī)投下凝固汽油彈，他沒(méi)來(lái)得及進(jìn)防空洞，犧牲了，才28歲，入朝才34天。

毛主席把消息瞞了三年，每個(gè)周末劉思齊還去中南海看公公，毛主席照常跟她聊天，講毛岸英小時(shí)候的事，沒(méi)露一點(diǎn)痕跡。

1953年朝鮮停戰(zhàn)，志愿軍回國(guó)，劉思齊追問(wèn)岸英為什么兩年八個(gè)月十八天沒(méi)來(lái)信，毛主席才把真相告訴她。她撲在毛主席膝上哭，哭聲傳出院墻，整個(gè)中南海都聽(tīng)見(jiàn)了。毛主席紅著眼說(shuō)，以后她就是自己的大女兒。

毛岸英走后，劉思齊守了十年寡。毛主席多次寫(xiě)信勸她，說(shuō)她還年輕，前途還長(zhǎng)，守節(jié)是封建想法，岸英不會(huì)同意。1959年春天，她在妹妹邵華陪同下去朝鮮給丈夫掃墓。毛主席定下三條：費(fèi)用從自己稿費(fèi)出，不驚動(dòng)朝鮮領(lǐng)導(dǎo)人，活動(dòng)不見(jiàn)報(bào)。

掃墓回來(lái)，她答應(yīng)再婚。1962年2月，經(jīng)空軍副司令員劉震介紹，她和空軍學(xué)院教員楊茂之結(jié)婚。毛主席沒(méi)去成婚禮，親筆寫(xiě)詞送給他們，還拿出300元稿費(fèi)當(dāng)嫁妝。婚禮在緞庫(kù)胡同辦，兩人后來(lái)生了四個(gè)孩子，長(zhǎng)子取名楊小英，就是為了紀(jì)念毛岸英。

婚后劉思齊只要有空就去中南海看毛主席。楊茂之是技術(shù)軍官，專(zhuān)注業(yè)務(wù)，兩人一起照顧孩子，日子過(guò)得平穩(wěn)。

1971年10月左右，夫妻倆在江蘇鹽城空軍基地生活。楊茂之把劉思齊姐妹之前從毛主席那里聽(tīng)到的一句話說(shuō)出去，結(jié)果兩人同一天被抓，押到上海，分開(kāi)關(guān)在監(jiān)獄里。劉思齊剛生完第四個(gè)孩子，身體還沒(méi)恢復(fù)，在里面關(guān)了五個(gè)多月。

牢房窗戶(hù)有鐵欄，外面是農(nóng)田，看不到頭。她想辦法寫(xiě)了一封信，托人輾轉(zhuǎn)送給毛主席。毛主席看完信，作出指示：娃娃們無(wú)罪。指示傳下去，相關(guān)部門(mén)馬上辦釋放手續(xù)。

出獄那天，她拿到楊茂之的軍裝，口袋里塞著一本沒(méi)寫(xiě)完的《戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)手冊(cè)》草稿，楊茂之在里面還堅(jiān)持記業(yè)務(wù)心得。夫妻倆重逢，什么都沒(méi)多說(shuō)，就這么站著。

出獄后，劉思齊身體和精神受影響，在葉劍英元帥幫忙下，毛主席同意她回北京治病休養(yǎng)。1979年，楊茂之的案子徹底平反，他后來(lái)調(diào)回北京，1983年起任空軍學(xué)院研究部副部長(zhǎng)，繼續(xù)搞業(yè)務(wù)研究。

晚年劉思齊把精力放在整理毛岸英資料上。2006年她再次去朝鮮，完成毛主席生前囑托。2013年毛主席誕辰120周年，她接受人民網(wǎng)采訪，講了主席教育后輩要獨(dú)立思考、多問(wèn)為什么的事。2022年1月7日，劉思齊在北京逝世，享年92歲。