楚云飞回到晋绥军独一旅驻地后，並未声张，而是以加强前沿阵地防御、进行冬季拉练为名，开始秘密而高效地运作。
他首先召集了麾下几位跟隨自己多年、绝对可靠的营、连长，这些人都是血水里滚出来的兄弟，对楚云飞忠心耿耿，对当前局势也早有不满。
在一间绝对安全的密室里，楚云飞开诚布公，將当前的局势、八路军的强大潜力以及自己决定弃暗投明的想法和盘托出。结果不出所料，这些肝胆相照的弟兄们几乎毫不犹豫地表示誓死相隨。
“旅座！我们早就受够这窝囊气了！八路军是真打鬼子，跟著您，去哪都行！”
“对！与其在这里受那些龟孙子的气，不如跟著旅座去投八路军，干一番轰轰烈烈的事业！”
人心齐，泰山移。在楚云飞的周密安排下，动员工作秘密而迅速地进行。最终，愿意跟隨他前往八路军的官兵，共计约一千二百余人，都是旅里的精锐骨干，装备齐全，士气高昂。
至於旅里那些关係复杂、暮气沉沉或者与阎长官牵扯过深的军官和部队，楚云飞並未惊动，以免节外生枝。
行动前夜，楚云飞在旅部办公室內，铺开纸张，研墨挥毫，给光头校长写下了一封长信。
信中，他並未激烈抨击，而是以沉痛笔触，痛陈当前晋绥军乃至整个国军系统內存在的腐化墮落、派系倾轧、消极避战等积弊，表达了自己空有报国之志却无力回天的苦闷与失望。
他写道：“……学生投身军旅，本为驱除日寇、復兴民族。然目睹官场腐败，军纪涣散，將士不用命，民眾离心离德，深感痛心。
长此以往，非但抗战前途堪忧，恐基业亦將毁於一旦。学生才疏学浅，无力挽此狂澜，唯有洁身自好，另寻报国之门。此番离去，非为个人前程，实为民族存续尽一份心力。
校长知遇之恩，学生永誌不忘，然道不同，不相为谋。临別涕零，不知所言。”
这封信，既是对过去的告別，也是一份沉甸甸的控诉书。
一切准备就绪。在一个月黑风高的夜晚，楚云飞率领一千二百余名决心追隨的官兵，携带全部武器装备，悄然离开独一旅驻地，如同利剑出鞘，无声无息地融入了夜色，向著八路军新一团的防区疾行而去。
当楚云飞率领部队安全抵达新一团驻地时，李云龙、赵刚等人早已在驻地外迎接。看到楚云飞以及他身后那支军容整肃、装备齐整的队伍，李云龙大步上前，紧紧握住楚云飞的手，用力摇晃：“云飞兄！你可算来了！还带了这么多好兄弟！太好了！我代表新一团，欢迎你们！”
赵刚也热情地说：“楚团长，各位弟兄们，一路辛苦！欢迎加入八路军这个抗日的大家庭！”
隨后，按照总部指示，以楚云飞带来的骨干为基础，並从其他部队抽调部分精锐，正式组建八路军386旅新三团，楚云飞任团长，总部另选派了一位经验丰富的政委协助工作。
新三团暂定编制约八千人，与李云龙的新一团、丁伟的新二团等看齐，目標打造为主力团。
部队架子搭起来了，但一个现实而紧迫的问题立刻摆在了面前：装备缺口巨大。
楚云飞带来的千余人装备的是晋造和中正式武器，但要武装起一个八千人的主力团，还差得远。按照八路军主力团的標准，需要大量的步枪、机枪、迫击炮、步兵炮，以及配套的弹药。
然而，此时八路军的情况是：虽然通过沈舟的渠道获得了大量先进装备，但消耗也极大。
太原大战冀南大战、日常作战、训练磨损，都在消耗库存。沈舟每次能携带的物资总量有限，且需要优先保障技术兵种和关键军工原料。
像步枪、机枪这类基础步兵武器，八路军兵工厂正在全力仿製和生產，但產量短期內仍难以满足急剧扩张的需求。
因此，新三团的装备补充只能分批、逐步进行。
对於这个情况，楚云飞展现了极高的觉悟和大局观。他没有任何怨言，反而在团內会议上对干部们说：“同志们，我们现在是八路军了，就要讲八路军的规矩。武器不够，说明我们的兵工厂还在努力，说明前线作战的兄弟部队更需要。
我们不能等、不能靠，更不能有丝毫的埋怨！没有枪，没有炮，敌人给我们造！这话是真理！