父亲滕代远在延安曾经兼任首任军事工业局局长。1937年12月，父亲胜利完成接救西路军战友任务后，偕同李先念、程世才、李天焕、郭天民、曾传六、宋侃夫、王子纲等从新疆迪化（今乌鲁木齐市）乘飞机到兰州。与中央驻兰州的代表谢觉哉、八路军代表彭加伦接洽后，冒雪乘汽车，携带武器、弹药等军用物资，途经西安的八路军办事处，在林伯渠等人协助下回到了久别的延安。不久，他见到毛泽东。父亲在《我的回忆》（未发表）里这样描述：“我见到了毛泽东同志，感觉特别亲切，心情也特别快乐。主席先问了我一些情况，就当面要我就任中共中央军委参谋长的工作。我当时向主席声称，我做不了参谋长的工作，主席还是决定了要我干起来，参谋长前面不要‘总’字，和他分管八路军和新四军。我就再没有说什么话了，表示服从命令。”
　　1938年1月18日，任命父亲为中国革命军事委员会参谋长的电报发给了朱德、彭德怀、任弼时及八路军前方各部队首长。从此，父亲就在毛主席和党中央身边，协助中央和军委领导指挥全国的抗日战争。那时，毛主席都是习惯夜里办公，每天晚上11时至12时，父亲都要向毛主席汇报。他带领总参谋部各局的参谋日夜值守，随时掌握全国各抗日武装的行动与位置，摸清敌军、伪军、友军和我军4个方面的详细情况。中央（革）军委的办公地点就在王家坪，就在延水边，院内有一口自己打的水井，水井旁边有座窑洞式的院子，朱德、叶剑英等领导同志都在此住过。还有一片桃树林子，种有许多桃树。树林中安置了石头桌子和石头墩当椅子。王家坪上有个小山坡，上面有两口窑洞，一口窑洞是军委副主席、政治部主任王稼祥夫妇居住，另一口窑洞是父亲居住。
　　抗日战争爆发后，中国共产党对军工生产更加重视，大力发展我军军事工业。3月10日，中央（革）军委决定成立军事工业局，任命军委参谋长滕代远兼局长。同时，中央为他配备了两位得力助手，一位是李强，另一位是王诤，其任务是统一领导我军的兵工生产。
　　1938年9月，在延安桥儿沟召开的中共扩大的六届六中全会决定：提高军事技术，建立必要的军火工厂，准备反攻实力。毛主席在会议上的报告里指出：“游击战争的军火接济是一个极其重要的问题，要求整个游击战争根据地都必须尽量设法建立小的兵工厂，办到自制弹药、步枪、手榴弹等的程度，使游击战争无军火缺乏之虞。”武器为决定战争胜负的最重要因素之一，任何军队都非常重视兵工生产。我军自红军时期就有了简单的制造武器的工厂。早在1930年，彭德怀和父亲率领的红三军团就有随军的修械所编制，跟随部队行军打仗，随时修理损坏的枪械，还要修复改装从白军手中缴获的武器。1935年10月，中央红军的兵工厂原有职工108人，长征到达陕北只剩下7人，设备只有老虎钳2台，锉刀4把，风箱1只。1936年，陕北根据地成立了延安兵工厂，有员工300多人。1938年扩大到500多人。当时，在这千百年来一向封闭的黄土高原能够听到机器的运转声，已是亘古罕见的奇迹，所以，工人们对于机器和材料，都像对待自己的生命一样珍惜，遇到一点废铜烂铁，都要仔细捡起来回收利用。
　　在延安以东约8公里的一个山沟，沟里柳树成荫，一条小溪从山沟流入延河。沟里有个柳树店村，村后有个小庙，庙前的树上挂着一个炮弹壳，工人们上下班就听敲炮弹壳的声音。军工局的兵工厂就在小庙和附近的一排窑洞里。从外面似乎看不出什么，但是，这里有一部5马力的柴油机，靠它带动着两部车床。窑洞里还有一台立铣和一台钻床，靠人力摇动的大轮子带动。大量的工作以手工操作为主，许多工具还要靠工人自己制作，使用的主要原材料是铁路道轨和废旧钢铁。
　　1937年10月，毛主席要求八路军在一年之内增加步枪一万支，主要是自力更生，依靠自己的力量制造。军工局根据这一指示提出先造设备，再造步枪的生产方针。军工局设法从山西弄到造枪的机器、工具和材料。又从上海召来一些技术工人，并带来一些设备。兵工厂迅速扩大，军工局领导决定将厂址迁往延安西北30公里处安塞县的茶坊村。从柳树店去茶坊，必须翻山越岭，架桥过河。任务紧急，只有自己动手修筑一条路，机器设备才能运输。兵工厂的职工在政委张永励的带领下，不畏严寒与艰苦，个个干劲冲天。父亲时刻关注着兵工厂的搬迁，及时调来部队，帮助职工修路。就这样，这条路在半个月的时间内快速修好了，工厂顺利地迁到茶坊，改名为陕甘宁边区机器厂，对内通称茶坊兵工厂。工厂隶属中央军委军事工业局，分为东厂和西厂，初创时约有职工200人。东厂为枪械修理部，西厂为机器制造部，后来还成立了引擎班、铆工班和冶金班。
　　1938年初，父亲将刚从苏联回国的李强请到延安王家坪中央军委驻地，和他谈了一次话。父亲说：“我们考虑，你可以和王诤同志一起工作，由你主持军工局的全面工作，另外，你还兼任军委三局副局长。”李强接受了任务。
　　李强回国后的第一个春天就是在陕北的大青马背上度过的。这匹大青马带着李强走遍了沟沟坎坎，寻找茫茫的黄土里可供生产军火的资源：陕北的棉花是硝化棉的原料，延长石油沟的石油是动力原料，黄土冈中埋藏着铁和煤矿，羊油可以用来提炼甘油，木材则可以用来烧炭……
　　1938年11月20日是个星期日，延安城内人来人往。突然，设在宝塔山上的防空警报大钟响了。日寇的7架飞机飞到延安上空，向人群扫射、投弹，人们慌乱地跑着、叫着，延安城内黄尘滚滚。延安被炸成了瓦砾堆，人员伤亡很大。为防止空袭，延安城里的中央机关、单位、学校都于当晚迁到城外山沟里。以后日寇飞机还对延安实施了多次轰炸。父亲由于兼任延安防空司令部司令员，对于日寇轰炸他的心里十分着急，同时也为今后延安的对空警戒感到责任重大。
　　延安没有高射武器，这让延安的老兵工们痛在心头。东厂枪械修理部负责人刘贵福的心里更是悲愤沉痛，他与工友们议论说：“毛主席、党中央和延安人民的安全是当前的头等大事。我们一定要想办法自造高射武器，为延安的死难同胞报仇！”工人们各抒己见，献计献策，最后一致同意采用重机关枪改造高射机枪的方案。他们边想边议，边画边改，经过多次讨论修改，提出了一套完备的设计方案，受到了中央军委领导和军工局的认可批准。
　　经过6天6夜的连续拼搏，两挺高射机枪终于装配完成了。经过试验，效果很好，连发性能良好，枪架稳定，转动灵活，符合实战要求。向军工局汇报后，高射机枪连夜被送往延安。父亲和王稼祥、陈云、李富春等领导人非常激动，不停询问有关高射机枪的问题。中央警卫团的同志们也很是高兴，大家热烈地握手拥抱，在一起唱起了歌曲。当天，两挺高射机枪就配备到清凉山和宝塔山的山顶上。从此，有力地遏制了日寇飞机对延安的轰炸和骚扰，延安南门外的新市区又繁华热闹起来。
　　1939年1月，中央军委决定由后勤部领导军工局，后勤部部长叶季壮接替父亲兼任军工局局长。