中华人民共和国成立后，刘转连先后任中国人民解放军某军副军长、军长兼赣西南军区司令员，广东某军军长兼粤东军区司令员，旅大警备区司令员，1955年被授予中将军衔。1962年10月，任沈阳军区副司令员。就在刘转连在这个岗位上大刀阔斧、兢兢业业地忘我工作的时候，史无前例的“文化大革命”到来了，一场横祸无情地落在了他的头上。

1966年秋，“文化大革命”的浪潮冲击到沈阳军区机关。11月，攻击沈阳军区领导的大字报就陆续张贴出来了，其中就有攻击刘转连的大字报。一个多月后，上边来人，在军区的一个干部会上， 点名说刘转连是贺龙的人，是贺龙在沈阳军区的“黑爪牙”。之后，“造反派”抄了刘转连的家，当刘转连回家看望的时候，“造反派”从二楼把他拽了下来，腿摔成骨折，送到医院之后也不让家属去看，未治好病就给撵出了医院。

1967年4月5日，有关部门宣布刘转连停职反省。革命一生， 南征北战，出生入死的刘转连难以理解：“我反省什么问题呀，是什么理由啊，搞这么个运动，整那么多老干部为了什么呀?” “红军时期，我是二方面军六军团的师团干部，贺龙是二方面军的首长，我们并不很熟悉，只是正常上下级关系，没有什么不正常的交往。再说贺老总不也是共和国的开国元帅吗，怎么一下子成了坏人呢?” 带着一系列的困惑、迷茫和苦闷，声势浩大、令人难以驾驭的政治运动，极端无奈地把刘转连推到痛苦的深渊。

随着运动的发展，对刘转连的批斗接连升级，从“触及灵魂” 到“触及皮肉”。他们对这个沈阳军区最大的“走资派”进行了残酷的体罚。一次，在挂牌游街时，军区的“造反派”边斗边按他的头往牌子上磕，磕出一条大口子，鲜血直流，缝合了7针。游街回来，就对他批斗、打骂，让他跪在凳子上交代与贺龙是什么关系。有时从白天批斗到晚上12点，晕过去了用凉水泼一下，继续轮番审问。在一次批斗中，刘转连心脏病发作，心动过速6个小时没人治疗，险些断送了性命。

在那个是非混乱的年月里，刘转连的老伴，这位1941年参加革命的抗战干部，在辽宁省医药公司工作的李希也没躲过那场灾难。她受到牵连，挨了批斗，要她与刘划清界限，之后被下放到沟帮子的五七干校。

1969年林彪的一号命令发布后，软禁在沈阳的刘转连被疏散到辽宁省军区兴城五七干校（今辽宁省军区兴城干休所），在那里一边被监视劳动，一边接受调查、反省问题。几个孩子扔在家里没人管，一家人被逼得妻离子散。后来，上面允许李希到兴城干校与刘转连一起生活。在被监视劳动过程中，规定刘转连的活动范围不能越过他住的那间小房的“前三米和后三米”，并始终有“专案组”的两个人跟着，让他随时反省交代问题。

有一次修围墙，“专案人员”明知刘转连身体病弱，干不动体力活，仍然给他分派了很重的任务，让刘转连自己完成，不许别人帮助。呼啸的西北风夹着雪花吹打着老将军的面颊，老人吃力地挥动着铁锹，抖动的双手缓缓地搬运起冰冷的青石。汗水挥洒间，将军想到了许许多多：他想起当年带领三五九旅健儿在南泥湾挥舞锹镐，开展大生产运动的往事；想起数十载血火疆场，打败国内外反动派，取得一个又一个胜利的激动时刻；想起一生中几次受到毛主席的亲切接见……可是眼下竟是这样，自己身陷囹圄不说，这么大的国家被闹得乱糟糟，历史的航船究竟要驶向何处去，老将军心急如焚，他为国家的命运和前途担忧！

在被“打倒”的岁月里，刘转连的健康每况愈下，肺气肿、心脏病、气管炎等多种疾病缠身，加上被打的硬伤，身上伤痕累累，体重由原来的130多斤下降到只剩90斤。但无论多么困难，他始终坚信党、坚信人民，坚信真理和正义终将战胜谬误和邪恶。1975年8月，中央军委命令，恢复刘转连沈阳军区副司令员职务。刘转连欣然服从组织分配，回到沈阳，他原来住过的房子被别人住上了，入住者见他官复原职，主动要搬出来，刘转连说：“不必了!”自己住进了比原住房条件差的房子。家里的东西在“文革”中失散了，他也知道去向和原因，但他不去索要和索赔，本着向前看的原则，不计个人恩怨得失，埋头工作。他带病到长春、吉林、蛟河、延边等地看望部队，视察边防，指导工作。以后，每当亲友同刘转连谈到“文革”中那些不愉快的事情时，他总是毫不含糊地说：“我们受的这一点委屈与刘少奇、彭德怀、贺龙等老一辈革命家比，算不了什么，不值得放在心上。无论怎么说，没有我们的党，没有毛主席，就没有新中国，就没有我们一家，就没有我这个苦娃子的今天! ”他就是这样对党情深似海，对人心宽如海，心地坦荡，淡泊一生。

1992年10月28日，刘转连病逝于广州，享年81岁。