考入日本东京帝国大学农实科，并参加中国共产党党员林基路（林为梁）、剧作家杜宣领导的左翼团体“中华留日剧人协会”以及“社联”组织的读书会。1936年春假回国时，叶笃庄出资，与中共党员吴砚农、易吉光（时任中共天津市委书记）共同开办天津知识书店，并且接受中共中央北方局的领导。1937年暑假回国后，七七事变爆发。后来中国工农红军改编为八路军，叶笃庄在八路军129师386旅政治部担任敌军工作干事，先后参加七亘村、黄崖底等战役，署名“叶笠”的《129师的光荣战绩》在延安《新中华报》连载。后来，由于左腿冻伤，叶笃庄转