有一次，她带学生在哈尔滨郊区一座小山上实习，主要内容是找风化石。正值大夏天，同学们怕热，只在山下转悠，不肯上山去找。刘恩兰看到后，一声没吭，只身一人往山上爬。同学们看到五十多岁的老教授在艰难地爬山，都不好意思起来，于是争先恐后上了山。刘恩兰这才对大家讲：“你们应该考虑到，山下的风化石已经被破坏，山顶上才能找到真正的风化石。不能因为热、累，就不愿意爬山。天热这点小事都不能克服，将来遇到更大的困难如何应付呢？”
刘恩兰生活简朴，不讲衣着，不挑饮食，业余时间她也很少待在宿舍里，大多是和学员们在一起，促膝谈心，嘘寒问暖。有时学员们到宿舍看望她，她会高兴地拿出糖果点心招待大家，她喜欢年轻人，可爱的学员们给她带来了欢乐，她始终像一个老妈妈那样呵护着她的学生们。
第一期学员杨桓、罗超回忆起1956年春刘恩兰带领海军工程系海道测量专业学员外出考察时说：“记得在渤海长山列岛考察自然地理时，她领着我们，不顾生活与行动上的不便，坚持上军舰实习。在军舰的颠簸中，她晕船了，但一登上岛屿，她依然步履矫健，指点着海湾、岛屿，对我们讲解地质的演变、潮汐的涨落。大自然像一本教科书似地由她一页页地展现给我们，在她的身边，我们不可抑制地被她那热爱科学、热爱祖国海洋的不倦精神所感染，决心更加勤奋地学习……”
1957年秋，刘恩兰带领毕业班学员，结合毕业实习，承担了国家下达的测量海岸线地形地貌和沿岸水深的大型科研任务。一上船，海军船长大吃一惊：“怎么上来了一位瘦老太太？”船上没有女宿舍，船长把小会议室腾出来，给刘恩兰搭了张床。
“海上无风三尺浪，在颠簸晃动中和风吹日晒下进行海道测量，这老太太吃得消吗？”
船长和水兵们小声地问哈军工学员。
学员们了解自己的老师，他们只是笑笑，没说什么。她可是走遍全世界，下过英吉利海峡的刘恩兰博士啊，眼前这点困难算得了什么？
4个月艰苦的船上生活，刘恩兰笑傲东海万顷浪，和学员们度过了难忘的日日夜夜，她指导学生完成了一幅万分之一比例尺的水深测量报告图，填补了国内该领域科学研究的空白。
1959年，刘恩兰又带领学员实地调查从定海到温州的海道，师生共同写出一份详细的勘测报告。
刘恩兰注重社会调查，对底层的劳动人民有着深厚的感情，但有时也会给自己找来点麻烦。有一次，登陆艇去加油，大家都在沈家门码头等船。刘恩兰一个人溜达到附近的一个小渔村，看到一群渔家妇女在织网，她就过去问长问短，这里有多少人呀？收入怎样呀？那个时候，台湾当局常派特务来沿海捣乱，渔民的警惕性都很高，很快就有人向生产队报告了。生产队干部赶来，反复盘问这个可疑的老太太。刘恩兰被逼得没法，从口袋里掏出黑龙江省政协开的介绍信。生产队干部一下慌了，原来是中央的首长！公社领导也闻讯赶来，把刘恩兰请到公社办公室，一定要向中央来的“刘委员”汇报工作，弄得刘恩兰哭笑不得，幸好同学们找上门来，“船来了，刘教授走吧！”这才帮刘恩兰解了围。
刘恩兰是位进取心很强的老知识分子，政治上要求进步，诚心诚意地跟党走。但是，她对一波又一波政治运动也常常感到无所适从。
1955年的肃反运动，有人怀疑曾留学美英的刘恩兰教授是西方国家的“间谍”，刘恩兰也察觉到一些政工干部异样的目光。但陈赓院长早有话在先，对老教师的历史问题要慎重。有关部门把刘恩兰的所谓问题汇报到学院党委，刘居英副院长斥责道：“胡说八道！刘恩兰教授在国外是反法西斯的，她是一个真正的科学家。”于是，云消雾散，刘恩兰安然无恙。
1957年春，整风运动席卷全国。哈军工的老教师在党委再三动员下，大鸣大放，帮助党整风。刘恩兰不甘落后，也对学院的宗派主义提出尖锐批评，她举了一些实例，说明教授会主任没有实权，在教员提升问题上完全由行政领导说了算，她说：“这是一个‘信任’问题，自己想做‘主人’，但别人不信任，没要你做主人，这样，要有‘主人翁态度’就很困难。这不是一个人的问题，军人与非军人，党与非党，都有宗派；自己不是军人，又不是党员，好像是个‘外来货’，因而在别人眼里，自己的意见就好像是不存在一样。”
刘恩兰的发言，引起许多老教师的共鸣。
然而，一个月不到风向突变，整风运动变成反右派运动。刘恩兰很不理解，心情郁悒，在强大的政治形势下，她只能随大流，反右态度不积极，发言也是与其他几个人联名的。好在学院没有打算划她“右派”，她平安无事。
是年夏秋，松花江再发大洪水，哈军工全院投入抗洪救灾中。作为多年研究水文气象的老专家，刘恩兰曾对1956年松花江洪峰问题作过研究，她被黑龙江省防洪总指挥部请去当科学顾问，随时对1957年的洪水形势做出分析，为省市领导出谋划策，老太太的渊博知识和准确判断，令许多人啧啧称奇。
1958年“大跃进”中，刘恩兰生怕自己落后，处处严格要求自己，跟年轻人一样参加各种活动。6月底哈军工学员参加修松花江江堤劳动，她一定要去，谁劝也不行。
学员们只好保护年过半百、眼有残疾的老太太上大堤，偏偏天公不作美，一场倾盆大雨浇下来，全身湿透的刘恩兰仍跟小伙子们一样情绪饱满。
那场极左的老教师交心运动，要求教授们上台演节目，自己批判自己，贬损自己。
海军系编出一个独幕话剧，刘恩兰化了淡妆，演一名思想落后但幡然醒悟的女教授；全院文艺汇演，系里校以上军官和老教师联合演出革命歌曲，站在第一排第一人就是刘恩兰。忠心跟党走，改造自己的思想，这是刘恩兰发自内心的真诚愿望。
1960年暑假前，全院在军人俱乐部召开1959年度先进集体暨积极分子表彰奖励大会，刘恩兰被评为先进工作者，她领导的教研室被评为先进集体，刘居英副院长向刘恩兰教授颁奖的时候，全场掌声雷动。
是年底，贺龙元帅视察哈军工，在接见全院校级以上干部和老教师时，贺老总特地与刘恩兰握手，交谈。
1960年，一生不改爱国民主理念的基督徒刘恩兰在哈军工加入中国共产党。她很兴奋，第二天就给她的学生张滢华写信，告诉这个喜讯。
1961年春，中央军委决定海道测量专业停办，这实在出乎刘恩兰的意料，她本想长期在哈军工工作下去。上级拟安排她去中国科学院地质研究所工作，她提出了异议。
12月23日，正在青岛带学生实习的刘恩兰，给系领导写了一封长信，信中说：
……海洋水文气象是一门新起的综合性的学科，尚有待浇水施肥，本身的发育就是个问题，搞的人少，认识又不统一，所以困难较多。我既然开始了该学科的工作，可以跟着专业成长而边做边学，不是很好吗？地质学在我国有雄厚的基础，人强马壮，何必让我改行去搞地质？我与地质脱离已久，让我研究“西北干旱地区水文地质和喀斯特地形”的目的是什么，不明确。从海军突然转到沙漠，思想上一时转不过弯来，方向模糊，无所依从，心中无底，感到空洞。
这些看法可能都是由于不了解上级的意图的结果。在战斗中虽然不懂命令的意义，也应该坚决执行，我应立即去北京，接受命令，开始新的征途。相信党就有力量，有人年在70，才开始学医，我年尚不及60，如果需要改行，应当坚决配合，需要有勇气向新的业务进攻。
这是笔者苦苦寻觅到的刘恩兰生前留下来的唯一一段亲笔文字，我们可以看出她当时的两难心情。一方面，她热爱大海，她以一个杰出科学家的智慧和敏锐的目光，预见到海洋水文气象学科的重要性，果然在十几年以后，海洋与大气界面的研究成了国际上热门的大学科，刘恩兰应该是中国这一新兴学科的开先河者；然而另一方面，她是哈军工的教授，在这座革命的大熔炉中，她在院系领导的帮助下，多年来努力真诚地改造自己，从对党认识不深到自觉地听党的话，服从革命的需要，而且习惯了“军人以服从命令为天职”的军校原则，这位可尊敬的老教授，始终以一名军人来严格要求自己。
海道测量专业停办后，院党委本来想把她留在学院里，出任教务部副部长之职，后来尊重她的意愿，与国防科委和海军多次协商，最后把她调到海军海道保障部作研究员，刘恩兰对此安排比较满意，她已经离不开大海了。