烏蘭夫在新三師住所前
1937年11月初，蒙旗獨立旅取道東勝來到了陝北府谷縣的哈喇寨開始休整。此時已進入初冬，部隊給養十分困難，官兵們還穿著單衣，原規定的每人每天5分錢菜金也無法保證，部隊吃的莜麵、小米都是由當地供應。基於這種情況，白海風決定去南京與國民黨中央聯繫，要軍餉和武器裝備。白海風走後，烏蘭夫與部隊黨委幾個成員商量後，決定烏蘭夫赴岢嵐縣八路軍120師師部駐地接組織關係。
在山西岢嵐縣烏蘭夫見到了120師政治部主任甘泗淇。他倆是莫斯科中山大學的同學，今天在抗日前線相見十分高興，兩個人各自談了分別後的情況，烏蘭夫向甘泗淇彙報了蒙旗獨立旅成立與發展經過和目前部隊的情況。甘泗淇聽了烏蘭夫的彙報後非常高興，高度讚揚烏蘭夫等同志在蒙旗獨立旅的工作成績，並立即將烏蘭夫彙報的情況報告給黨中央。不久，中共中央回電表示：“……該部隊中我黨組織仍需祕密存在，黨在該部隊中的領導應該更加鞏固，但工作方法需有徹底的轉變，以適合於統一戰線的新政策，鞏固與擴大全蒙抗日的團結及蒙漢抗日的團結為目的。該部隊多派代表與蒙漢各方發生關係，籍以擴大自己政治影響和注意多培養蒙古族幹部才更易減少別人疑懼更易發展。”
接到中央指示後，烏蘭夫馬上離開120師返回部隊。行前，甘泗淇同志從120師撥給蒙旗獨立旅1000套棉軍裝、1000雙軍鞋；王兆祥又支援1000塊銀元以應部隊急需。從此，蒙旗獨立旅的黨組織便在中央的親切關懷和領導下，帶動這支蒙古族部隊，轉戰在陝北神木和伊克昭盟一帶。
1938年5月，毛澤東主席通過神木黨組織發來電報，讓烏蘭夫去延安彙報工作。烏蘭夫立即趕赴延安。其時，白海風也從武漢直接到了延安。烏蘭夫和白海風來到毛澤東主席的窯洞裡，當面向他彙報了部隊的情況，白海風報告了他去武漢國民政府要經費和裝備的情況，還告訴毛澤東主席，國民政府同意蒙旗獨立旅擴編為國民革命軍陸軍新編第三師。毛澤東主席聽了彙報非常高興，語重心長地說，蒙古民族只有同中華各民族一道，驅逐日寇，解放全中國，才能取得本民族的統一和解放。現在正處在國共合作、全民抗戰時期，你們要利用這一有利形勢，接受國民黨領導，爭取中央政府的供給，發展壯大這支隊伍。你們這支隊伍是蒙古族抗日武裝，不宜長期駐在神木，要回伊克昭盟去，在內蒙古地區堅持抗戰……
從延安回到神木，烏蘭夫召開黨委會傳達了毛澤東主席的指示。不久，烏蘭夫與白海風帶領著這支蒙古族抗日隊伍浩浩蕩蕩地開赴伊克昭盟，駐紮在察克圖一帶。在這裡，烏蘭夫協助白海風把蒙旗獨立旅擴編成中國國民革命軍陸軍新編第三師（簡稱“新三師”），新三師下轄兩個步兵團、一個騎兵團、一個炮兵營，白海風任師長，烏蘭夫任中共地下黨務委員會書記、政治部代理主任。烏蘭夫按照八路軍的建制建立了完整的政治工作系統，團設政治主任，營連都設了政治幹部，且政工幹部基本上都是共產黨員，加強和充實了新三師的地下黨委。同年11月，中央決定建立中共伊盟工委，烏蘭夫任委員。在白海風的支持下，烏蘭夫對部隊進行了全面整頓，部隊的軍事素養、政治素養都得到了明顯提高。到1939年，新三師發展到2000多人，戰鬥力得到了很大提高。
1940年夏，偽蒙古軍調集一個團的兵力，在日本指揮官的指揮下，襲擊新三師守衛的張來順營子陣地，企圖衝破新三師防線向伊克昭盟深入。新三師守衛部隊機智勇敢地投入戰鬥，打得敵先頭部隊倉皇敗退，後續部隊不能前進。新三師則乘勝出擊，擊斃日本指揮官，進犯的偽蒙古軍亂作一團，棄屍敗逃。這場守衛戰的勝利，極大地鼓舞了軍民的鬥志。就這樣，新三師在白海風、烏蘭夫的指揮下，反蠶食、反騷擾，多次擊退日偽軍的進犯，在伊克昭盟受到了蒙漢各族人民的愛戴和擁護。
但是，國民黨頑固派企圖把這支蒙古族抗日武裝置於他們的控制之下，害怕伊克昭盟“赤化”。因此，正當伊盟抗日鬥爭高漲的時候，國民黨頑固派幾次下令調新三師到甘肅靖遠整訓。並於1941年春，調集其駐守在河套、榆林、寧夏等地的部分部隊向伊盟逼進，口號是肅清伊盟的共產黨。新三師以日軍企圖越過黃河，侵佔伊盟，部隊不能離開為理由，未予執行。胡宗南又親自給白海風發電報催部隊立即行動，並密電讓他把烏蘭夫就地處決。白海風將電報拿給烏蘭夫看，烏蘭夫看出白海風想利用這封電報勸自己就範。在這形勢極為嚴峻的關頭，烏蘭夫召開了緊急黨委會。會上根據中共中央的指示和形勢的發展進行了研究，一致意見是堅持不動，不予理睬，如白海風堅持要走，就採取山西新舊軍分家的措施。當時考慮到，如果分家，白海風也只能帶走一個特務連，其他三個團的團長都是共產黨員，一個炮兵營指導員也是共產黨員，連排長多數是共產黨員，部隊是不會跟白海風走的。會後，又報告請示了中共中央。當時中央的答覆是：要求新三師的黨組織要服從國民黨的調動，保證把部隊西調，不能分家，否則會影響國共兩黨的合作。並指出，部隊中的共產黨員，身份已經暴露的、影響比較大的迅速離開部隊回延安，其餘同志繼續留下堅持鬥爭。烏蘭夫把中央的指示傳達下去後，許多幹部戰士都難以理解，痛惜地哭了。因為有中共中央的指示，部隊只好向甘肅靖遠方向行動。烏蘭夫、克力更、寒峰等人先後離開了新三師，回到了革命聖地——延安。
（烏蘭夫紀念館 呼和浩特烏蘭夫研究中心 ）