事的失利，11月20日，国民党国民政府发表了迁都重庆的宣言。屈伯川首先回到当时的中国政府首都重庆，成为重庆“中华自然科学社”的负责人之一。因为参加抗日爱国学生运动的历史，被国民党政府列入黑名单，不被任用。1939年10月，经周恩来和时任中共四川省委书记吴玉章介绍，以陕甘宁边区政府主席林伯渠秘书的身份，跟随林伯渠、吴玉章到达延安，是延安革命根据地第一位在国外获自然科学博士学位归来的高级知识分子（近年称这种人才为海归，从某种意义上说，屈伯川博士可以说是共产党中国的海归第一人），先后在中央财政经济部、新华化学工业