年春，边章五代表八路军120师参加国民政府军事委员会在武汉召开的全国师以上参谋长联席会议，挂少将军衔。1938年11月，参与南岳衡山游击干部训练班，任军事教官。1940年秋，与周恩来的翻译兼机要秘书陈婉文结婚。1941年2月，边章五率100余人（其中包括李鹏）返回延安。此后，历任军委四局局长，中央情报部第三室副主任，军委一局局长、军委办公室副主任。边章五是中共七大正式代表。抗日战争胜利后，边章五调晋冀鲁豫边区。1945年11月，边章五任晋冀鲁豫国防工业部副部长。1946年1月，任军事调处执行部长春分部中