Anfang der 1970er Jahre zog Kuhlmann nach Frankfurt am Main. Sie wohnte an der Holzhausenstraße im Stadtteil Nordend, schloss sich dort der linksradikalen Szene an, lebte mit Gleichgesinnten – unter anderem Wilfried Böse und Hans-Joachim Klein – in einer Kommune und arbeitete für den Verlag „Roter Stern“, der dort seinen Sitz hatte. In ihrer Freizeit sorgte sie für Körperbehinderte und schrieb Gedichte. Sie wurde Böses Lebensgefährtin, gründete mit ihm die terroristische Vereinigung „Revolutionäre Zellen“ und hatte auch enge Verbindungen zur Rote Armee Fraktion. Sie vermittelte der bereits gesuchten Ulrike Meinhof ein Quartier in Hannover, wo diese 1972 verhaftet wurde, nachdem der Wohnungsbesitzer Fritz Rodewald die Polizei informiert hatte. Nach Aussage ihres letzten Lebensgefährten und RZ-Mitglieds Gerd Schnepel war diese Fehleinschätzung ein wichtiges persönliches Motiv für Kuhlmann, durch internationale RZ-Aktionen eine Freipressung Meinhofs und anderer RAF-Mitglieder zu versuchen. Nach Einschätzung von Kuhlmanns Freundin und damaliger RZ-Terroristin Magdalena Kopp sah Kuhlmann in der Zusammenarbeit mit Wadi Haddad günstige Aussichten, ihre inhaftierten deutschen Freunde freipressen zu können. Gemeinsam mit Böse absolvierte sie zu diesem Ziel eine Ausbildung in einem von der Volksfront zur Befreiung Palästinas (PFLP) betriebenen Lager. Seit der OPEC-Geiselnahme von Wien im Dezember 1975, bei der die Täter per Flug über Algerien fliehen konnten, gehörte sie zu den meistgesuchten deutschen Terroristinnen. Nach späteren Aussagen von Hans-Joachim Klein vor Gericht hatte Kuhlmann ihn im Herbst 1975 bei einem Treffen zur Teilnahme an dem Anschlag auf die OPEC-Ministerkonferenz überredet.