投靠綦公顺。用疑兵之计，帮助綦公顺攻下北海郡城。刘兰成安存老幼，礼遇郡官，待宋书佐之礼如旧。又帮助綦公顺击败海陵臧君相，随綦公顺投靠李密，李密失败，投靠唐朝李神通。贞观二年（628年），梁师都还占据朔方，刘兰进言攻取方略。唐太宗赞同，命他为夏州都督府司马。当时，梁师都因突厥军至城下，刘兰偃旗卧鼓，不与其争锋，梁师都乘夜逃遁，刘兰追击攻破，遂进军夏州。梁师都平，突厥郁射设阿史那摸末率其部落入居河南。刘兰离间其部落，颉利可汗怀疑摸末，摸末害怕，颉利可汗遣兵追击，刘兰率众迎击，击败突厥。唐太宗以他有能力，以功