共产国际第七次代表大会，并入苏联红军陆军大学、列宁学院学习。1937年春回到新疆，与陈云组织接应西路军余部进入迪化，参与建立了八路军驻新疆办事处。
抗日战争时期.1937年12月，滕代远返回延安，任中共中央军委参谋长。参与加强八路军、新四军的政治工作。1939年冬晋西事变后，奉命赴晋西北地区指挥作战。1940年，滕代远调任抗日军政大学副校长兼副政委，同时任中共中央北方局常委，在太行抗日根据地办学，致力培养抗日军政干部。1942年8月，左权阵亡后，滕代远任八路军前指参谋长兼情报处处长