抗日战争爆发后,高士其在艾思奇的影响下,决心奔向延安参加抗日救亡斗争。在兵荒马乱的情势下,他克服了重重困难,花了近一个月的时间,才从上海,经南京、汉口、郑州,来到了古城西安。于1937年11月25日,到达了革命圣地-延安。这时他才知道,艾思奇早在1935年就加入了中国共产党。高士其是第一个投奔延安参加革命的留美科学家,又是一位在上海已崭露头角的文化人--科学小品作家。因此,受到了毛泽东、周恩来、朱德、陈云等领导人的格外关注和欢迎,被安排在陕北公学担任教员,并派了一名红军战士担任他的护士兼秘书。1938年2月,高士奇与董纯才、陈康白、李世俊等20多位研究科学的青年聚会,发起成立了延安的第一个科学技术团体:"边区国防科学社"。它的宗旨是:一面研究与发展国防科学,一面增进大众的科学常识,以增强抗战的力量,争取抗战的最后胜利。经过近一年革命队伍的艰苦生活磨练和考验,高士其于1938年秋提出了入党申请,于1938年12月被批准接收为中国共产党预备党员。毛主席祝贺并勉励他做一个名副其实的模范共产党员,为实现共产主义的伟大理想奋斗终生。