调回延安，在中共中央宣传部工作，在徐特立直接领导下研究植物科学如何结合农业生产，并编写植物学教科书。抗日战争胜利后，1945年9月3日，孙西林奉命带领第一批200人的干部队伍启程赴东北，11月到达佳木斯，孙西林任中共合江省工委委员、佳木斯地区专员兼佳木斯市副市长。1945年12月，李万新随第二批东北籍干部到东北，12月中旬带着4岁的儿子抵达佳木斯与丈夫孙西林会合。1946年1月31日，丈夫孙西林在市长办公室被国民党特务枪杀。当时李万新正任军政干部学校教育长。在悲痛中，她把4岁的儿子留给同事，自己报名参加