来到延安的高士其，感受着解放区的蓬勃朝气，在党和政府的关怀下，生活得非常愉快。虽然边区的条件非常艰苦，但党和政府给予高士其最好的待遇，让高士其感到十分过意不去，他多次向政府提出申请，要求工作，于是高士其被安排在陕北公学担任教员。考虑到高士其的实际情况，党组织还给高士其派来一位红小鬼陈世富，做他的工作助手；边区政府又给高士其派来一位红军护士张宜秀同志，照应他的饮食、起居；陕北公学还派了一位女青年学生金敏清同志，做高士其的秘书，帮助他写作，或者高士其口述她笔录，每天晚上还帮助高士其记日记。这样周到的安排，让高士其非常感动。他发誓一定要用努力的工作来报答党和政府的关怀。
行动不便，高士其就把住的窑洞当作办公室，每天都要在这里接待几十位来自全国各地的陕北公学的青年学生。高士其了解到，这些学生中，每个人都有一部可歌可泣、可悲可颂的历史。有的是受了伤的游击队长，有的是煤矿工人，有的是印刷工人，有的是医生，有的是护士，有的是地下工作者，有的是童养媳，有的是地主资本家的儿女，有一位只有一条腿，扶着拐棍……他们围坐在高士其的身边，把自己的经历和心里的话儿都告诉高士其，向高士其请教学习、工作和生活上的各种问题。他们从高士其和病魔、困难作斗争的勇气、毅力和行动中受到莫大的精神鼓舞，表示要以高士其为榜样，做一个生活中的勇士。高士其也从这群年轻人的身上看到了许多可贵的精神品质，尤其是他们都不约而同地来到延安，有的是放弃自己公子小姐的富裕生活，一定要到生活艰苦的延安来投奔革命，给了高士其很大的震动，他经常想：是什么力量使这些年轻人作出如此重大的选择呢？
在延安，高士其抓住机会认真阅读革命书籍，参加***主席领导的延安“新哲学会”，成为该会的会员，与董纯才、陈康白、艾思奇发起“自然辩证法座谈会”。那时，只有一本中文本《自然辩证法》，他们就轮流念，逐章逐节地学习讨论。大家轮流主持学习座谈，这样坚持了一年多的时间。
高士其还克服困难，积极参加边区的各项活动。他参加“八一三”周年纪念活动，以科学家的身份，与***和党中央的领导一起，坐在主席台上，还认识了文艺界的代表、著名作家丁玲；他参加边区政府召开的公审汉奸和公审张国焘的万人大会，与大家一起高呼“打倒汉奸”的口号，唱着讽刺张国焘的歌曲，坚决拥护党和政府的英明决策；他参加朱德总司令从前线回来的形势报告会，了解战场上的最新战况。高士其和朱总司令坐在一条长凳上。当朱总司令说到“只要我们军民一致，同心同德，协同作战，坚持抗日民族统一战线，坚持持久战，日寇必败，我军必胜，中国的前途充满希望”时，高士其和大家一起，热烈地鼓掌。会后，高士其又向朱总司令汇报了自己的生活、工作与创作情况，受到朱总司令的关心与鼓励。
高士其还经常到边区医院参观并慰问伤员，受到医务人员的热情欢迎。在医院里，高士其不仅与医院十多位医务人员成了朋友，还结识了两位国际友人：美国的共产党人马海德医生和著名的加拿大医生白求恩大夫。他们不远万里来到中国，支援中国人民的抗日战争的精神深深打动了高士其。后来，高士其干脆搬到医务所住的土山上，与医师何武坦、李振勋，护士阎绿萼、龙静娴等同志一起生活，积极参加医院的工作。他和医生们一起组织了一个革命医学讲座，提出了十条标准，其中最主要的有：医学要为人民服务；要为工农兵服务，特别是为农民、为孩子们服务；要讲医德，这就是人道主义的革命精神；要以预防为主；要讲科学，用科学；要注意老年人的保健；要消灭传染病；要使盲、哑、残，各得其所；要做到人人健康。并强调指出，如果真的能够做到这些，对抗战是有利的。
高士其经常参加边区文艺家协会组织的各种文艺活动。在一次诗歌朗诵会上，著名诗人柯仲平、何其芳、卞之琳等参加会议并朗诵了作品，高士其深受感染，想到党中央和***在延安最艰苦的岁月里，仍然给了他很多照顾，而自己却不能上前线冲锋陷阵时，激动的心情不能自已，为了表达自己“站在路旁为革命呐喊”的战斗激情，高士其奋笔写下了朗诵诗《不能走路的人的呐喊》，由柯仲平同志代表他朗诵：
一朵又一朵，
白云躺在天空游，
像肥皂泡沫似的，
躺在蔚蓝色的大脸盆里漂。
有多少人天天在白云底下奔走，
我躺在土炕上望着白云拍手。
一湾又一湾，
延河绕着延山流，
像一条银带似的，
绕着巨人的身腰。
有多少人天天在延河里洗衣，
我立在土山上向着延河敬礼。
一队又一队，
青年在草地上行军，
像勇敢的多足虫似的，
在山头爬动。
哦，我是一个不能走路的人，
不能走路，也来到延安，
也要在路旁助威呐喊：
赶走日本强盗！
还我中华河山！
大家都深深被高士其的真情所打动，觉得这首诗具有特别的意义，能够鼓舞青年人的斗志。不能走路的人都来到了延安，进步人士谁不来延安？在一次边区文艺家协会组织的聚餐会上，高士其与著名诗人柯仲平、作家丁玲、画家华君武、木刻家古元、音乐家吕骥、马可、电影导演陈波儿等一起，交流思想与情感。这些人来自五湖四海，不远万里，来到延安，都是响应中国共产党的号召，参加抗日救国的民族解放战争，这让高士其更深刻地感受到中国共产党的感召力，相信只有中国共产党才能救中国，只有中国共产党才是全中国人民值得信赖的带领中华民族夺取抗日胜利的领导核心。
党对高士其的关心，可以说是无微不至。***、周恩来、朱德、陈云、张闻天等党和政府领导人不仅在百忙中仍然抽出时间，亲自看望高士其，询问他的生活情况，与他交流思想，讨论形势，商量办法；同时还派出优秀的党员同志，作为高士其的生活与工作的秘书，帮助他解决生活中遇到的困难。即使在延安生活条件最困难的1938年，边区政府不仅保证高士其日常生活用品的正常供应，坚持按最高标准发给生活费，还派人到香港为高士其购买了可用三年的药品，共约六千片。这一切，原来还为高士其在延安的生活担忧的好友李公朴先生看得更清楚，他非常感动地对高士其说：“中国共产党是非常关心和爱护科学家的，你在延安受到这样优厚的待遇，我是非常放心的。”高士其喜欢看书，清凉山党的出版社就赠送给高士其新印刷出来的《列宁选集》的中译本，马列学院还先后送来俄文和英文图书五十多本，其中有《列宁选集》、《马克思***选集》和小说《静静的顿河》、《被开垦的处女地》等。这些书在当时非常难得，都是无产阶级的珍宝，高士其如饥似渴地阅读着，他的思想也随之发生了质的升华。
有一次，召开党的代表大会，高士其虽然不是党员，却被遨请参加。大会由张闻天同志主持，号召全党继续发扬艰苦奋斗的优良传统，发扬延安革命精神，发扬党的民主作风，夺取抗日战争的最后胜利。从此以后，高士其自觉以一个共产党员的标准来要求自己，以身边的党员同志为榜样，工作起来就更加积极了。
由于高士其不断参加各项活动，加上延安的看病条件毕竟有限，病情有明显加重的趋势。边区政府及时做出决定，用担架将高士其从马列学院抬到中央干部休养所。在那里休养的，大都是重病号，其中有不少还是党和军队的重要干部。高士其的到来，受到休养所同志的热烈欢迎，高士其也很快就与大家融为一体。在高士其的提议下，休养所里挂起了“这里是病人的战场”的标语，鼓励大家与疾病作斗争。在休养所里，高士其结识了很多病友，建立了深厚的革命友谊。张若萍是高士其在休养所认识的第一位病友，这位25岁的青年人，来自一个贫苦的农民家庭，在休养所里像“老大嫂”一样关心着他人，大家都亲热地称他“老大嫂”。一位女病友叫苏菲，因为得了伤寒病，非常虚弱，来到休养所疗养。还有一位小同志，才十六七岁，叫陈希，参加了游击队，在一次战斗中，不幸受重伤，也被送到了休养所。高士其就经常和张若萍、苏菲、陈希在一起学习、谈心，互相帮助，成立了一个“互助组”。后来，随着他们友谊的不断加深，“互助组”变成了“临时家庭”。张若萍是“老大嫂”，苏菲是高士其的“妹妹”，陈希是高士其的干女儿。他们团结得像一个人一样，互相帮助，互相鼓励，共同战胜病魔。
转眼到了1939年元旦。这天一大早，高士其就起来了，帮助大家把干部休养所的里里外外打扫得干干净净，贴标语和墙头诗。高士其还和伤员们一起，围着长桌，猜谜语，朗诵诗，唱救亡歌曲，讲自己救亡的小故事。苏菲同志还特地把高士其科学小品集《抗战与防疫》中的一篇《听打花鼓姑娘谈蚊子》朗诵给大家听。
晚上，中央干部休养所的党组书记王首道同志，特意赶来看望高士其，并参加了休养所的聚餐会。王首道书记非常钦佩高士其的好学精神，嘱咐他安心养伤，亲切地询问有什么困难和实际需要，还勉励高士其争取成为一名共产党员。王书记的话正好拨动了高士其的心弦，高士其回忆起一年前的今天，在新年晚会上，第一次与***握手的情景，心情非常激动。一年来，党和政府给了他无微不至的关怀，虽然住窑洞吃小米，生活异常艰苦，但他却十分高兴。从延安军民的简朴生活中，高士其看到了中华民族的希望。他要向党表达自己的心愿——把一切献给党！
这时的高士其，连吃饭都需要人喂，生活已难以自理，但他仍然坚持要亲自给党组织写申请。他认为，入党申请书是不能让人代写的。于是，他用发抖的手，非常吃力地写下了五个端端正正的大字——入党申请书。又花了三天的时间，终于以超人的意志与毅力，写好了入党申请书。他将申请书交给张若萍。张若萍在党的小组会上，郑重地宣读了高士其的入党申请，大家都被高士其的不断追求、向往光明、坚强的革命信念和献身党的事业的精神所感动，一致同意吸收高士其为中国共产党党员。党组织派陈明、邹文宣两位同志为高士其的入党介绍人，支部书记还亲自找高士其谈话，他们代表党组织欢迎高士其的申请，同时给他讲中国共产党在当前的政策，即农村包围城市，以抗日民族统一战线为基础，坚持持久战，并倾听高士其对党在这一时期政策的意见。党小组将发展高士其为中国共产党党员的决定很快上报党的上一级机关，高士其也按捺不住心中的激动，给***写信，汇报自己入党的经过，同时将自己刚刚收到的科学小品集《抗战与防疫》和《细菌与人》送给***。没有想到的是，第二天，***就派通讯员送来了他的亲笔信，信的内容大意是：***收到了高士其赠送的两本科学小品集，一读为快。由于交通和政治的原因，暂时不能送高士其到前苏联去治病。***非常关心高士其病情的发展，拟送高士其到香港去疗养，要高士其直接与中央组织部长陈云同志联系。***还在信中祝贺高士其站到了无产阶级先锋队伍的行列，勉励高士其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而奋斗终生！高士其收到信后，激动地将信给党小组的同志传阅，大家都向高士其表示祝贺。高士其写入党申请是1939年1月，3个月后，高士其就被批准为中国共产党正式党员。在党小组会上，高士其动情地说：
我是以知识分子的身份入党的，必须放下知识分子的架子，向工农学习，向工农看齐……我向党宣誓：我愿意牺牲一切，甚至自己的生命，为党、为中华民族和全人类的解放事业而奋斗终生。