国焘率红军南下，李振亚对此进行了抵制，遭到监禁。1936年11月，参加西路军西征失败，辗转到达延安。随后，调任抗日军政大学第三大队第五中队长兼教官。
抗日战争时期.1937年8月，李振亚任八路军总部高级参谋。1938年冬，跟随叶剑英等到湖南筹办南岳游击干部学习班，任上校教官，讲授毛泽东的“论持久战”战略思想，宣传中共全民抗战路线。第一期南岳游击干部训练班结束后，李振亚调广东工作。1939年9月，任东江抗日军政委员会参谋长。1940年8月，李振亚及妻子王超，与庄田调到海南岛工作，