国民党“安徽省政府皖南行署”将刘厚总递解重庆，关进渣滓洞看守所。1945年10月，军统特务王仁德因违反军统纪律，也被关进渣滓洞7个月。据王仁德1972年写的材料称，刘厚总“独自一人关在楼下6号牢房。此人文化不高，与特务——上至所长濮齐伟、张少云，下至狱中看守，都搞得很熟，他在狱中亦很自由，监房的小院子都由他打扫。”“表面上看，他已没有抵触情绪，特务对他也无戒备，比有些在押特务还自由些。”1946年年底，渣滓洞看守所在押人犯全部迁往白公馆看守所。据1948年被国民党当局逮捕后关押在白公馆看守所的教师任可凤回忆说：“刘厚总在狱内负责管理图书。狭小的图书室仅六、七平方米，只作借书之用，不能在室内阅览。他的一张小床也安置在内，等于独居一室。白天不上锁，刘可自由入厕或在天井走走。晚间依然加锁，与其他囚人并无二致。”
1948年春，国民党军统局决定“开释”刘厚总，并发给二千五百万元，以资返籍。刘一面“深感大德”，一面又伸手要钱。同年5月10日，向蒋介石呈上报告，厚颜无耻地拿枪杀项英的罪行去邀“功”，说：“以项英之才能（其在中共之地位、其在江西领导游战时，政府即曾悬赏捉他），设令尚生存于今日，其影响之所及，不难设想！而厚总之所贡献于政府者，其价值如何，当亦不难估计。”“厚总因被禁有年，致成残体，耳、目、脚等均有重病（现正医病），年龄老迈，六亲无靠，虽蒙厚惠二千五百万元，实不敷医病之用，他如购买行李衣服及旅费与今后生活费用，均无着落。际此生活奇昂，瞻念前途，不禁凄然！为此，不揣冒渎，披沥上陈，恳乞悯其投诚之愚衷，恩准另发救济费（或作奖金，厚总自当登报道谢）若干，以延蚁命，借昭激励。并恳发给自首证书……和护照，俾便返籍，免致当地政府发（生）误会，无任感祷。”呈文署名刘厚总，又在括号注明“近更名为刘雄”；呈文又说：“批谕交局本部重庆看守所所长张鹄转知”。昔日在土地革命战争时期，同国民党反动派怀有深仇大恨，率领耒阳红军游击队敢打敢拚、英雄杀敌的“山大王”刘厚总，此时则早已成为跪倒在国民党反动派面前摇尾乞怜，只求“以延蚁命”的不齿于人类的狗尿堆。
1949年11月，人民解放军向大西南胜利进军。随着国民党反动派的覆灭，刘厚总逃脱不了覆灭的命运。有材料称，11月下旬，当人民解放军攻打重庆的炮声隆隆响起之际，国民党残军狼狈逃窜，成渝公路上乱成一团，这条“蚁命”死于乱军之中。这个说法，迄今虽无确凿的材料加以证明，但是根据各方面情况的分析，尚属可信。刘厚总死有余辜。
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