军委五科（局）科长、一局局长。1936年9月，随叶剑英、彭雪枫、潘汉年等潜入西安与张学良、杨虎城联络。1936年11月起，任红军大学司令部一科科长、延安。
抗日战争与第二次国共内战时期.1937年起，边章五历任中共中央长江局、南方局担任军事组组长。1938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