李一纯最后与一位身份未公开的李姓男子结婚。
李一纯的感情经历丰富，在与这位李姓男子结婚前，她有三段广为人知的婚姻。1918年，她与杨开智（杨开慧兄长）结婚，不过后来两人感情破裂而离婚，之后她将妹妹李崇德介绍给杨开智，二人相伴一生。1923年，李一纯和李立三结婚，到1926年离婚，她又介绍妹妹李崇善与李立三结婚，这段婚姻维持了四年。1926年，她与蔡和森结婚，1931年蔡和森牺牲后，李一纯独自抚养子女并继续投身革命工作。
1939年左右，李一纯与这位身份未公开的李姓男子结婚，两人育有一女李吉提，李吉提后来成为中央音乐学院教授。李一纯的子女多有出色成就，长女杨展为抗日烈士，儿子李人俊是冶金专家。1984年，李一纯在北京去世，她的一生既有为革命做出的奉献，也有着颇具争议性的情感经历。
