Một thời gian sau, Phạm Văn Đồng và Võ Nguyên Giáp nhận được chỉ thị của Nguyễn Ái Quốc là phải lên đường đến Diên An (Thiểm Tây) - “đất thánh cách mạng Trung Quốc” để học thêm về chính trị, quân sự tại Trường Quân chính kháng Nhật. Vì đường đến Diên An vô cùng hiểm trở nên chuyến đi được tổ chức thành hai chặng: từ Côn Minh đến Quế Dương và từ Quế Dương đến Diên An. Trong lúc chờ để đi Diên An, Phạm Văn Đồng và Võ Nguyên Giáp ở tại Biện sự xứ. Tuy nhiên, vì tình hình biến chuyển lớn, đoàn Việt Nam phải trở lại Quế Lâm và tìm đường về nước. Để thay thế Phạm Văn Đồng và Võ Nguyên Giáp, Cao Hồng Lãnh sang Diên An học tập.
Con đường trở lại cũng gặp không ít khó khăn khi phải vượt qua những địa hình dường như gập ghềnh, hiểm hóc hơn. Khi đến nơi, đoàn thể ta không nghỉ tại Biện sự xứ mà thuê một căn phòng ở ngoại ô. Tại đây, cả hai bên có cơ hội trao đổi về những phong trào cộng sản và công nhân nhiều quốc gia khác. Đồng thời, đó còn là dịp để hai bên hiểu biết thêm tình hình nước bạn. Lúc bấy giờ, do một vài yêu cầu công việc mà người của đoàn ta phải đến gặp Lý Tế Thâm – hiện đang là Chủ nhiệm khu tây nam hành dinh của Tưởng Giới Thạch. Đại diện cho đoàn thể, ba đồng chí sẽ gặp gỡ Lý Tế Thâm là: Phạm Văn Đồng, Hoàng Văn Hoan, Võ Nguyên Giáp.
Tình hình Đông Dương bắt đầu trở nên phức tạp khi Nhật đã ném bom, tràn vào Hải Phòng, Lạng Sơn còn Pháp thì đầu hàng phát xít Nhật. Từ đây, dân ta phải chịu cảnh khốn cùng “Thân một cổ hai tròng nô lệ!”. Sau đó, vào đầu tháng 12/1940, Phạm Văn Đồng cùng Võ Nguyên Giáp được giao cho nhiệm vụ tổ chức việc huấn luyện thanh niên. Cũng trong lúc này, việc hướng Võ Nguyên Giáp đi theo con đường binh nghiệp của Người ngày càng rõ. Từ dạo ấy trở đi, chàng trai xứ Đồng Hới ngày một trưởng thành và hoàn toàn hướng về sứ mệnh giải phóng đất nước.