1944年冬，他以中国救济总会（United China Relief, UCR）晋察冀代表的身份，通过宋庆龄和美军驻延安观察团，请美国援华会（CAC）帮助，向英美有关部门获取青霉菌菌种和相关资料。傅莱连续三年申请加入中国共产党，1944年经聂荣臻介绍、彭真代表中共中央组织部批准，傅莱在延安加入了中国共产党，1945年旁听了中国共产党第七次全国代表大会。1945年初傅莱利用美国援华会捐赠的菌种，经陕甘宁边区政府批准，傅莱带领两位助手在延安城东柳树店中国医科大学内，自己动手建起生化研究室（土法生产粗制青霉素的