弟弟安置在昆明后，独自去了延安。1938年到延安后，先后在抗大学习、“东干队”受训，后到新中华报社工作。她因学习和工作努力而患严重的嵴椎关节炎、妇科病及贫血病。她的表现获得了她的直接领导王明的肯定。1941年9月14日，经陈云亲自批准，李万新加入中国共产党。1942年至1944年，到米脂中学任教。1944年调回延安，在中共中央宣传部工作，在徐特立直接领导下研究植物科学如何结合农业生产，并编写植物学教科书。抗日战争胜利后，1945年9月3日，孙西林奉命带领第一批200人的干部队伍启程赴东北，11月到达