1921年，18岁的刘志丹（西北红军和西北革命根据地的主要创建人之一）和陕西省吴起县楼坊坪乡17岁的同桂荣结婚。刘志丹在榆林上过中学，是个知识分子，但他没有嫌弃一字不识的同桂荣。1929年，他们的女儿刘力贞出生。直到1936年4月14日，刘志丹牺牲于东征抗日前线，他们虽然结婚15年，但是离多聚少。
　　据刘力贞生前回忆：父亲在渭华起义失败后，重回陕北搞武装斗争。1934年陕北红军壮大了，有了陕甘根据地。国民党派兵“围剿”红军和根据地，作为红军家属的她们便屡遭劫难。敌人来抄家，挖祖坟，又残杀了我的二姑父。母亲毫不畏惧，带着一家躲进深山荒岭之中，日子十分艰难。后来，陕甘苏维埃主席习仲勋叔叔知道后，派游击队将我们接到南梁根据地。
　　美国著名记者埃德加·斯诺在陕北进行艰苦采访后，在《西行漫记》一书中，用大篇幅介绍了刘志丹如何从一位地主儿子投身革命、创立陕甘革命根据地直至牺牲的故事。他写道：“在保安（今陕西志丹县）我遇到了他的遗孀和孩子，一个漂亮的6岁小女孩。红军为她特制了一套军服，那里人人喜欢她；她像个小元帅，深为自己有一个‘土匪’父亲而骄傲。”

　　刘志丹在世时，同桂荣主要做根据地妇女组织和后勤工作，她还给毛泽东等人做过棉鞋，给贺子珍接过生。
　　同桂荣生前回忆：“我问贺子珍，陕北冬天这么冷，毛主席为啥还穿单鞋？贺子珍不好意思地说，主席长征时冻坏了脚，天冷就肿疼，有双棉鞋又太紧穿不成……于是我向她要了主席的鞋样，上街买回鞋料，用三天三夜时间就做好了一双又大又软的棉鞋送给毛主席。年底的一天，毛主席住在保安，夜里办公时脚太靠近木炭火，把鞋给烤了个洞。我闻知后又重给做了一双。接着又给其他几位领导人也各做了一双，还为习仲勋赶缝了一件胀鼓鼓的棉袄哩！这件事直到1956年毛主席还记着。一次毛主席请我在中南海怀仁堂看戏，又提起做棉鞋的事，对身旁的周恩来、朱德说，‘刘嫂子在瓦窑堡给我做的那双棉鞋，又绵软又暖和，穿到脚上舒服极了！’”
　　1937年的一天早上，毛泽东的警卫员气喘吁吁地跑来让同桂荣去给贺子珍接生。同桂荣急忙跑到毛泽东住的窑洞，毛泽东一见她高兴地说：“刘嫂子，快，快来呀！”大约10分钟后，一个漂亮的小女孩出生了。后来毛姣姣（后改名李敏）到苏联去了，40多年再没见过面。有年在上海，姣姣已是中年，一见面就认出她来了，叫她“刘妈妈”。
　　1999年5月4日下午，94岁的同桂荣在西安逝世。习仲勋携夫人齐心发去唁电表示深切哀悼，唁电说：“刘嫂子跟随志丹同志为创建陕甘革命根据地历尽千辛万苦，为革命做出了卓越贡献。志丹同志是我的革命导师，在艰苦卓绝的斗争中，我与志丹同志和刘嫂子结下了深厚的革命友谊……”