在南京停留不久，又要撤离到武汉。其时，中共中央长江局和八路军办事处均设在武汉，李克农任长江局秘书长。不久，“保卫大武汉”的口号提出来了，国共两党和各界人士团结合作，为保卫这个华中最大的城市做各种动员工作。那几个月对李伦来说，是战火中一段短暂的快乐时光。他随父亲住在办事处。周恩来、邓颖超、董必武、博古、王明等长江局领导也都在办事处。尽管父亲叮嘱李伦不要去打扰这些公务繁忙的前辈，可小孩子最耐不住寂寞，没事就楼上楼下地串门，很快就同一至四楼的人混熟了。周恩来和邓妈妈住在四楼，特别喜欢小孩，两人经常给李伦饼干和糖果。开始他不敢接，后来父亲说：“周伯伯和邓妈妈给你的东西可以吃，但不能影响他们工作。”这才敢接了。

　　1938年10月，武汉陷落前，李伦随大人撤退到长沙，住在远郊区。他对当时发生的“长沙大火”还记忆犹新，回忆说在远郊都能看到城里起了大火，天上的云彩都变红了。

　　那时候的李伦，当然不能了解淞沪会战、南京保卫战、武汉会战和长沙“焦土抗战”在抗战初期的重要地位，但他却真切地感受到战争的惨烈。他回忆说，我印象最深的是难民。火车的车厢顶和机车头上，都挤满了难民，汽车也一样拥挤，一路上都是扶老携幼、饥寒交迫的难民。

　　武汉失陷前，八路军办事处大部分人员西迁重庆，成立了重庆办事处，小部分经停长沙一段时间后，1938年底再撤到广西成立了八路军驻桂林办事处，李克农任办事处处长。

　　桂林办事处是长江局的派出机构，是我党在南方的联络中心。这时的桂林已成为抗战时期大后方的文化中心，文人学者云集。同时又是我国通往海外的唯一交通线，我军经越南海防采购物资和接受华侨捐献物资经南宁入境至桂林，许多南洋爱国青年也是先抵达桂林，同办事处人员接上头后，再经重庆去延安。

　　看到无所事事的儿子，李克农觉得该给他找点事儿做，便让他到办事处当了一名勤务兵。因此，李伦的军旅生涯从1939年12岁时开始算起。这在全军恐怕都不多见。

　　一个月之后，组织上又安排李伦去电台学习无线电报务。他反应快、记忆力好，很快就能独立值班。李伦回忆说：短暂的报务员生涯对我一生影响很大。报务员最重要的是忠诚、守纪律。当时电台的报务员多是20岁左右的年轻人，可是他们大部分人都经过长征，是死亡线上幸存的老革命。

　　1940年底，国民党掀起第二次反共高潮前夕，中共中央根据对时局的正确分析，决定桂林办事处撤退，人员经重庆撤到延安。

　　在重庆红岩村招待所里，李伦认识了几位同龄的小朋友。他们中有李硕勋的儿子李鹏、彭湃的儿子彭士禄和蔡楚明的儿子蔡诚等。

　　1941年皖南事变发生后，李克农一家抵达延安。从这时到抗战胜利，他有四年时光是在延河边度过。李伦回忆说：这是非常艰苦但又精神饱满的四年。这段时光对我人生观、价值观的形成格外重要，我真正了解到全民族抗战的伟大意义，开始接触马列主义和毛泽东思想，参加了延安整风运动，深深感悟到中国共产党是中国人民的救星。

　　刚到延安，毛主席和朱总司令请李克农一家吃饭，地点在杨家岭毛泽东居住和办公的窑洞里。饭桌上毛泽东有说有笑，问孩子们：知道你们的爸爸是干什么的吗？

　　“八路军驻桂林办事处处长呗！”刚满20岁的李伦的姐姐李冰睁着大眼回答。

　　毛泽东哈哈大笑：“错了！错了！你爸爸是个大特务。不过他是我们共产党的特务！”

　　毛主席在这次吃饭时说道：李克农是一个好人。当年在苏区，我靠边站，找博古要个秘书也要不到，我找李克农，他马上送来叶子龙；还有，我当时患肺病，是李克农搞来鱼肝油，使我的病得到治疗：遵义会议时，李克农负责卫戍工作，为会议安全提供了保证，警卫工作做得很好……

　　抗战胜利后，蒋介石电邀毛泽东到重庆共商国是。他是真请还是假请，这是中央决策前必须弄清的。很快，一份份密电被破译后放在李克农面前。情报行家李克农从繁多的往来密电中得出一个结论：蒋介石认为毛泽东不会应邀，也不敢应邀，邀请不过是演戏。