1924年刘允斌出生在江西省萍乡市安源煤矿，由于当时刘少奇跟妻子都忙于革命没有时间照顾儿子，于是刘少奇就想要把儿子交给了煤矿上面的一位矿工来抚养，但当时正好来到安源的六伯认为刘家的孩子就这样交给别人抚养不太好，于是就说服刘少奇将刘允斌带回宁乡老家进行抚养，这样刘允斌至少是在自己老刘家被抚养长大的。
就这样刘允斌被带回了家乡抚养直到十四岁的时候才被刘少奇接到了延安，当时刘少奇看到儿子已经十四岁的大孩子样子很是高兴，但自小就没有见过父亲的刘允斌却怕生的说不出话来，直到被刘少奇抱住的时候才叫出了一声爸爸，这句爸爸让刘少奇高兴半天。
1939年的秋天的时候，党中央决定送一批革命者的子弟们前往苏联进行留学，刘允斌刚好就是这批子弟当中的一员，同年11月的时候刘允斌来到苏联莫尼诺开始了自己的全新生活。等到了1945年的时候刘允斌还考入了莫斯科钢铁学院，由于当时的刘允斌学习出众、品质突出而备受关注，而且在当年就加入到了苏联共产党成为了其中一员。
1949年8月29日4日是一个值得人们铭记的瞬间，苏联第一颗代号为“铁克瓦”的原子弹在这个时间点成功爆炸，刘允斌发现就在苏联的这个原子弹爆炸成功后美国对于苏联强硬态度立马缓和了下来，这种态度上面的明显变化让刘允斌意识到原子弹不仅能给人们带来战争，同时还能成为威慑其他国家的武器换来和平。
当时的刘允斌对原子能专业产生了兴趣想要报考，但莫斯科大学当中的这个专业是禁止外国留学生报考的，不仅是为了能发展属于自己国家的专为人才还为了能够在技术上面保密，于是刘允斌重新报考了莫斯科大学的化学系，化学系里面就有一个核放射化学专业是跟原子能相关的，刘允斌认为考了这个专业以后也是能为原子能事业提供服务的。
不过当时的刘允斌已经在莫斯科钢铁学院上了一段时间的学，如果重新报考化学系就意味着原来所有的专业都得从头开始中间会浪费掉很多时间，面对这样的选择刘允斌依然选择重新报考化学系。
为了能换专业刘允斌拼尽了全力来进行学习，正是因为学习太过于紧张刘允斌病倒了，刘少奇在得知这件事情后专门给刘允斌写信表示，如果一个人失去了健康就等于失去了一切，得找到不用摧残身体健康的学习方法。于是刘允斌在学习的同时坚持每天跑步来锻炼身体，为的就是防止还发生因为学习生病的情况，果然刘允斌的这些努力得到了回报甚至帮助他收获了爱情。
刘允斌跟化学系里面一位叫玛拉的女同学相爱了，但在享受爱情的同时刘允斌也有自己的考量，他害怕自己将来回国的时候玛拉会反对或离开，于是刘允斌决定提前带着玛拉回中国适应，让玛拉先慢慢爱上中国等以后提出回国就不会太困难。
于是1950年暑假的时候刘允斌带着玛拉回到了中国，这个时候距离刘允斌离开中国已经十一个年头，刘少奇和妻子看到刘允斌带着未来儿媳妇回来后格外高兴，还专门为刘允斌和玛拉举办了家宴，家宴当中刘少奇还叮嘱儿子要好好帮助玛拉适应中国的环境。
于是接下来的一段时间当中刘允斌带着玛拉四处在北京各个地方游玩，可两国之间的文化差异并不是那么轻易就能抹平的，玛拉不懂中国话只能跟刘允斌进行交流，遇到刘允斌之外的人根本没有办法进行沟通，而且中国没有莫斯科大剧院也看不到喜欢的芭蕾舞，这些事情都预示着玛拉并没有适应中国的生活。
1952年刘允斌在莫斯科大学化学系取得了优异成绩，接着又继续在学校当中攻读研究生，而感情当中刘允斌也跟玛拉走进了婚姻殿堂，两人婚后生育了一对儿女很幸福的享受着温馨生活。
1955年刘允斌拿到了研生毕业证书后又得到了副博士学位，等到毕业后刘允斌前往莫斯科的研究所进行工作并担任其中的高级研究员，玛拉也成为了莫斯科大学当中的教研室主任，两人不仅有着美满家庭还有着让人羡慕的工作。
但就在这个时候两人迎来了人生当中的转折点，刘允斌在这个时候收到了刘少奇的来信，在信中刘少奇表示祖国正等着刘允斌的归来，而且相信个人利益跟党的利益发生冲突的时候刘允斌会选择牺牲小我来成就大我，在看到这封信的时候刘允斌就已经在心中做出了属于自己的答案。
刘允斌明白自己是肯定要回国的，但对于玛拉是否回国刘允斌是不敢确定的于是试探性的问玛拉是否愿意跟自己去中国，对于刘允斌的这个提议玛拉摇头表示现在情况不同，两人有孩子、有稳定的工作、有年迈的老人，如果跟着刘允斌去中国就等于放弃了自己的家人。
对于玛拉的说法刘允斌并不赞同，并表示中国没有核专家、没有原子弹就必须得回去，而且请求玛拉能抛弃自己的父母前往中国，两人就这样处在了谁都说服不了谁的状态当中，这段时间刘允斌想要说服玛拉跟自己去中国，玛拉由动员身边的同事、朋友、亲戚来说服刘允斌留在苏联。
当时苏联的一位高级领导人将刘允斌请到家中，劝刘允斌说理解他的爱国精神和选择，但妻子、孩子都在苏联，并表示刘允斌的所有技术都是在苏联学到的，就这样扔下这里的一切回到中国真的值得吗？
对于这位高级领导的提问刘允斌回答，在自己的心中始终都将苏联当成了第二个故乡，甚至在苏联生活的时间要比在中国多好几年，但现在的中国更需要自己帮助只有回到祖国当中才能安心。
知道双方都没有办法说服对方后玛拉替刘允斌收拾了东西，就这样两人在1957年分别，刘允斌踏上了回国的路程。回国后刘少奇劝刘允斌不要灰心，给双方一点时间玛拉会回到中国来爱上这里的。
1958年夏天的时候玛拉果然来到了中国找刘允斌，尽管当时的刘允斌每个月只有一百元工资，但为了能陪着玛拉去四处旅游还是向同事们借了一些钱，甚至还为玛拉专门买了一套开士米连衣裙，然而这样的陪伴并没有解决根本问题，刘允斌就算是想要抽出再多时间也不能完全放弃工作，玛拉在中国语言不通的问题没有办法解决只能郁闷的呆在家中，就这样没过多长时间玛拉就又重新回到了苏联。
为了能给玛拉在物质上面进行补贴刘允斌会将省下来的工资全部都寄过去，甚至还在莫斯科为玛拉买了套房子，但1959年后中苏关系进入了恶化期，刘允斌跟玛拉之间的联系变得越来越不方便，后来刘允斌跟玛拉迫于种种因素办理了离婚手续。
1960年刘少奇前往苏联参加十月革命43周年庆典的时候还特别去看望过玛拉一家人，探望过程当中刘少奇告诉玛拉有什么问题可以前往中国驻苏联大使馆寻求帮助，这次探望当中刘少奇也见到了刘允斌五岁的儿子阿廖沙。
中苏关系在此之后持续紧张玛拉和孩子甚至受到了克格勃的监视，为了自己和孩子们的安全考虑玛拉回到了老家，等回到了老家后玛拉跟刘允斌也彻底失去了联系。直到后来的很多年当中阿廖沙都没有在工作单位、学校当中提到过刘少奇、刘允斌的名字，因此人们对于他的身世也都不知情，阿廖沙从父亲那里继承了聪明的头脑，不仅考上了莫斯拉航空学院还分配到了苏联国家航天指挥中心工作，由于工作成绩出色阿廖沙多次获得了国家奖章。
1987年刘少奇的长女刘爱琴尝试联系阿廖沙一家人，经过了各个关系上面的辗转终于得到了阿廖沙那边的联系方式，而这个时候阿廖沙才从刘爱琴那里得知父亲刘允斌已经去世20年的时间了。
1988年玛拉曾应王光美的邀请来中国住过一段时间，1990年玛拉再次来到中国并前往刘允斌墓前看望爱人。自两家取得联系后阿廖沙对中国产生了强烈好奇，并在外公、外婆、母亲先后去世后有了更强烈的回国愿望，想要来中国找寻自己的亲人与家人真正团聚。
阿廖沙回国后奶奶王光美还特别开了一个聚会，接着阿廖沙又前往湖南老家认祖归宗，甚至在奶奶的帮助下成功拿到了外国人永久居留证，而阿廖沙就这样频繁的往返于中国和俄罗斯之间来做起了生意。
虽然阿廖沙回国的时候刘允斌早就已经不再人世，但相信刘允斌知道自己死后儿子与妻子都前来中国会感到很欣慰的。