1932年2月8日，国民政府在南京成立军政部防化学兵队，作为化学兵器防护与攻击的种子单位，具有完整化学知识且接受过军事教育的李忍涛成为主持该单位的不二人选，随即任命为被任命为上校队长。防化学兵部队为了回避外界情侦，对外化名学兵队；学兵队在1937年淞沪会战时也参与战斗，李忍涛曾率领部下，将原本用于毒气散布的英国制改射燃烧弹和高爆弹对上海指挥军舰的江湾日本帝国海军陆战队司令部发动攻击。曾从军统特务手下救出清华校友，中共地下党的陈冠荣（后任北京市化工局长）和胡光适（后任北京化工学院院长）。1942年，学