此后李一氓历任淮海区、苏北区党委副书记、行署主任等职务。1945年8月抗日战争胜利后，李一氓任中共中央华东局常务委员兼宣传部长，并兼苏皖边区政府主席。1947年以后，调任中共旅大区党委副书记兼旅大行政公署第一副主席等职务。他还兼任大连大学校长。中华人民共和国成立后，1950年初，由于认为可能很快进联合国，遂成立一个大约50人的中国驻联合国代表团。团长为张闻天，副团长为从中共旅大区党委副书记任上调来的李一氓，代表、顾问、专员有冀朝鼎、孟用潜、耿飚、刘贯一、刘英、姚仲明、刘彬、陈叔亮、钱三强、陈忠经、王铁崖