1938年2月，白求恩随医疗队离开汉口前往西安。为了躲避敌机的轰炸和敌军的进攻，他们不得不从临汾、潼关等地绕道而行，穿越国民党统治下的中国广大农村地区。荒芜的土地、被烧焦的村庄及颠沛流离、饥寒交迫的难民给白求恩留下了强烈的印象，他诅咒这场战争，更对灭绝人性的日本侵略者充满了愤慨之情。
他在自己的《从汉口到西安》一书中提到：“我们在谈到日本兵惨无人道恶行（他们洗劫了南京，残忍杀害了8000人，包括妇女和儿童。历史将记载日本军队这种不可饶恕的罪行）”。他们前往延安的行程是非常危险而忙碌的，医疗队曾一度与延安、纽约、汉口都失去了联系，一些西方新闻记者纷纷报道白求恩已在中国内地被日军俘获杀害。这一点可以在他的书中得到证实：“我们发现，到这里（指西安）之前没人知道我们的下落，不知道我们是活着还是死了，或是被俘了。我们等着4天后，启程去延安”。
白求恩和尤恩在3月底到达共产党人的根据地延安。他们到的时候已经是午夜了，仍被邀请到了毛泽东居住的窑洞，毛泽东亲自接见了他，尤恩任翻译。会见是十分愉快的。他们从西班牙谈到中国，谈到前线在医疗方面的需要。白求恩阐述了他的计划，在延安成立一个模范医院。
建议利用他带来的一批医疗器械组织战地医疗队，到前线去就近医护照顾重伤员，并郑重保证这是救助伤员最有效的方式。毛泽东对他提出的伤员立即手术将有75%的复原率很感兴趣，表示会大力支持他的工作。会谈持续了将近三个小时，决定由白求恩组织个战地医疗队，并由他带队去战争的前线——晋察冀抗日根据地。这是白求恩与毛泽东的惟一一次见面会谈，但毛泽东的魄力与伟人形象却给白求恩留下了非常深刻的印象，他认为毛泽东“是一个巨人，他是我们世界上最伟大的人物之一”。
