她離開山東時，從中共山東省委開具組織介紹信。到了延安，她便持中共山東省委介紹信前往中共中央組織部報到。她後來才知道，那份介紹信很被看重，因為從全國各地到延安的中共地下黨員不少，但是很多人限於當時的環境，沒有帶組織介紹信，這樣在進入延安之後，中共中央組織部要對這些黨員進行必要的審查。於若木由於有正式的組織介紹信，表明她曆史清楚，所以頗得組織的信任。
到延安後，她改名於若木。在報到之後，於若木被分配到成立不久的陝北公學學習。
而她與陳雲的結識，事出偶然。
在1937年11月，陳雲乘飛機從新疆來到了延安。不久，他出任中共中央組織部部長。陳雲從小就有出鼻血的毛病。這時，他的老毛病複發，鼻血出得很多，流血不止，不得不休息。組織上考慮要派人照料陳雲。當然，擔負護理工作，以女性更合適些。於是，中共中央組織部秘書長鄧潔就到陝北公學五隊去挑人。為什麼要去五隊呢？因為五隊是女生隊，從全國各地奔赴延安的女青年，很多在這個隊。
鄧潔來到陝北公學五隊，找了隊長陶婉容和書記宋廉，說明了來意。經過五隊黨支部研究，以為最合適的人選是於若木。因為於若木是中共黨員，而且有正式的組織介紹信，曆史清楚，政治上可靠。
於是，鄧潔找於若木談話。當時，於若木18歲。鄧潔這人是個文化人，喜歡文學、藝術，留著長長的頭發，一派文人風度。他在解放後擔任過輕工業部副部長、中央工藝美術學院院長。
鄧潔向於若木說，陳雲同誌是黨的重要幹部，現在生病，需要人護理。於若木一聽，便說自己隻是一位普通的中學生，從未學過護理，恐怕難以勝任這一工作。鄧潔告訴她，這是經過組織研究的，隻有政治上非常可靠的人，才能到陳雲同誌那裏做護理工作，何況陳雲的護理工作不是很複雜，隻是出鼻血，需要靜臥休息。
於若木得知是組織上的決定，也就服從了。這樣，她到陳雲那裏報到。
那時，中共中央組織部在延安城裏西山的一個小四合院，三孔窯洞，兩間平房，十幾個幹部。陳雲住在其中的一孔窯洞裏，於若木去了之後，就在窯洞口擺了張辦公桌，值個班。陳雲有什麼話，於若木替他傳達一下。陳雲要找醫生，她跑去喊。沒有，就在那裏看看報紙。於若木就這樣值班，不到一個月，陳雲病愈了。
結束了在陳雲那裏的工作後，於若木到中共中央黨校學習，編入第19班。
沒有第三人知道，也就在這不到一個月的時間裏，陳雲和她之間產生了感情……
一切都那麼地自然。兩人在一起，自然要說些話，陳雲開始問她的曆史，她回答了。這樣，他開始了解於若木。他也簡單地向於若木介紹自己的身世。
空閑時，陳雲讓她唱歌。她唱起了一支蘇聯流行歌曲《祖國進行曲》，開頭一句是“我們的祖國多麼遼闊廣大”，這首歌在當時北平學生中是一首膾炙人口的歌。
後來，陳雲向她問起有沒有愛人，談過戀愛沒有，於若木回答說：“我還不懂。”陳雲說，他現在也沒有愛人。他問她，願不願意跟他交個朋友？
相處日久，陳雲向於若木回憶了發自肺腑的一段話：
“我是個老實人，做事情從來老老實實，你也是一個老實人。老實人跟老實人在一起，能夠合得來。”
這樣，他和她日益接近，關係日漸密切，慢慢明朗化了。
不久，於若木的二哥於道源來到延安，陳雲鄭重其事地把於若木的二哥請來，向他很認真地說了他和於若木的婚事，征求二哥的意見。在陳雲看來，於若木的二哥是在延安惟一能夠找到的代表女方的家長。
二哥知道陳雲是一個很老實又有很深革命資曆的人，對陳雲和於若木的婚姻欣然表示同意。
1938年3月，陳雲和於若木在延安結婚。
於若木說，她和陳雲的婚禮特別儉樸，因為陳雲不喜歡鋪張。結婚那天晚上，陳雲花了一塊多錢，買了些糖果、花生，請中共中央組織部的一些同誌熱鬧了一下，就算是婚禮。