1925年，二李夫妇在组织的安排下前往莫斯科，同行的还有蔡和森夫妇。此时的蔡和森因为刚刚经历婚变而一直郁郁寡欢，到了莫斯科后再加上水土不服，很快便病倒了。同在异国他乡、又是革命同志，李立三便让李一纯加以照顾，希望蔡和森能早日康复。蔡和森比二李夫妇年长4岁，较李立三而言多了一丝成熟男人的魅力，病中失意的他也让李一纯不由得心生怜悯。
经过一番抉择，李立三成为了第二个杨开智。为了弥补他，李一纯写信给李立三：“我的三妹李崇善兼具美貌、才华与气质，比我更适合你，你们俩结成新的人生伴侣吧！”李一纯就这样把自己的两位前夫，变成了妹夫。与蔡和森在一起后，二人生下了一儿一女，日子也算甜蜜。但好景不长，1931年6月年仅36岁的蔡和森被叛徒出卖牺牲，32岁的李一纯守了寡。
经过一段时间，也为了革命和生活，李一纯选择了第四次婚姻。这一次是她的最后一次，也是最低调的一次，所以外界连她的丈夫姓甚名谁都不清楚。1984年5月，85岁高龄的李一纯在北京逝世。她为中国的革命事业做出了重要的贡献，在青史上也留下了自己浓墨重彩的一笔，只不过她的这4段婚姻经历，在现代人看来有些不可思议。
