남경으로 온 윤세주는 김원봉 등 의열단의 옛 동지들과 다시 만났다. 의열단의 옛 동지들은 개인 테러가 아닌 민족협동전선의 필요성을 줄기차게 이야기했다. 조직적인 무장투쟁을 하기 위해 1932년 10월 중국 국민당정부의 지원아래 조선혁명간부학교를 개설하였다. 석정은 이 학교에 1기생으로 입학했다. (동기생으로 이육사, 김세일, 김민산 등)
조선민족혁명간부학교를 졸업한 뒤, 교관으로 발탁되어 2기생의 교육을 담당했다. 석정은 조직론, 한국민족해방운동사, 의열단운동사, 유물사관과 유물론 철학, 정치경제학 등 운동사와 사회과학 전반에 대한 교육을 담당했다. 한편 상해에서는 의열단을 중심으로 한국독립당, 한국혁명당, 조선혁명당, 한국광복지회등 5개 단체의 대표들이 모여 한국대일전선통일동맹을 조직했고 송병조, 김두봉, 김규식 등과 함께 핵심 인사로 참가했다. 이 단체는 "일체의 반일혁명세력의 단결과 통일"을 바탕으로 "직접 군사적 행동"을 전개하기 위해 조직된 초보적인 민족협동전선이었다. 이 조직에는 김구 계열을 제외한 좌우익의 많은 운동 단체들이 참여했으며, 1933년 발족한 민족혁명당의 모체가 되었다.
민족혁명당은 청년활동가를 양성하여 이들을 국내와 중국 동북지방으로 파견하여 항일무장대오를 건립하기 위해 노력했다. 그러다가 1937년 7월 7일 중일전쟁이 일어나자 석정은 이 전쟁을 한국의 민족해방전쟁으로 발전시켜야 한다는 생각에, 청년당원 10여명을 이끌고 상해로가 중국의 민중과 한국의 민족해방운동 세력간에 공동행동을 이끌어내고자 했다. 그러한 활동의 주된 전략으로 중국편의대, 의용군 본부, 중국의 각 항일신문사 등과 연계하면서 중한합작의 필요성을 책동하는 선전활동을 통해 여론을 조성하였다. 그런 다음 1938년 2월 부터는 중앙육군사관학교 성자분교의 한국학생 독립중대에서 교관으로 임명되어 교육에 전념하게 되었다. 그리고 여기서 양성된 인재들을 1937년 12월에 결성한 조선민족연맹에 가입시키는 한편, 민족혁명당에 이들을 입당시키는 활동도 병행하여 추진하였다. 그러던 중 성자분교에서 교육을 받기 시작한 한국 청년들이 중국 관내에서만의 활동은 잘못된 것이라는 반성과 동시에 한국인들이 많이 거주하고 있는 중국 동북지방으로 진출하여 그들과 직접 연계하여 투쟁해야 한다며 독자적으로 북상항일 할 것을 결의하는 일이 벌어졌다. 그러나 이러한 문제는 모든 경비와 교육 등을 중국국민당으로부터 지원받고 있는 민족혁명당 형편에서는 현실적으로 이행되어서는 안 될 일이었다. 이에 약산과 석정은 이들을 다시 포용하기 위한 방안으로 무장대오를 당내에 건립하기로 했고, 1938년에는 군 조직인 조선의용대를 창설하고 정치위원을 맡았다. 조선의용대에서 손꼽히는 이론가 였던 그는 민족혁명당 편찬위원회 등에서 일하다가, 1941년 김원봉과 헤어져 박효삼과 함께 화베이 지방으로 북상하게 된다.
윤세주가 교관을 맡았으며 민족혁명당 규모 확대에 이바지한 학교는?
성자분교