战时期.1937年，红军改编为八路军，投入抗日战争，陈任中共中央军委四局局长，负责全军的教育训练工作。8月下旬，毛泽东电令陈奇涵出任绥德警备区司令员，负责当地的黄河河防。1939年冬，陈回中央军委参谋部任部长，兼延安卫戍司令。1940年春，调为抗日军政大学第三分校校长。1941年秋，调任中央军委情报部第三室副主任，参加整风运动。1943年后，陈入中共中央党校学习。1945年，陈任冀热辽军区副司令员，前往东北，参与指挥古北口保卫战。1947年5月，任冀察热辽军区副司令员，同年冬任东满（吉林）军区副司令员