1941年春至1942年秋，程海寰多次到甘南各地，与王德一、张英杰等研究发动起义、建立川陕甘抗日根据地的计划。同时程海寰亲自起草了《西北各民族抗日义勇军宣言》并拟定起义口号。在程海寰等人的策动下，1943年1月，甘南地区爆发了10万各族农民参加的起义，向甘南20余县的国民党政权发动了猛烈进攻。
甘南农民起义领导人之一：王德一
甘南农民起义领导人之一：肋巴佛
1943年甘肃南部发生的农民起义，亦称：“甘南民变”、“临洮暴动”。民国年间，甘南各族人民不堪忍受国民党政府抓兵征粮、苛捐杂税的残酷压榨，在1943年１月10日前后，在王仲甲、马福善、肋巴佛等人的领导下，揭竿而起，在临洮卧龙寺，喊出了"官逼民反，不得不反，若要不反，免粮免款"的口号，打响了甘南农民起义的第一枪。这次起义，前后达7个月之久，波及20多个县，参加的有七、八个民族，人数最多时达10万以上，是具有民族联合阵线性质的起义。这次起义虽然失败了，但其声威震撼了国民党在甘肃的统治，牵制了国民党军队对陕甘宁边区的封锁与进攻，客观上为中国共产党领导的抗日民族战争和新民主主义革命及新中国的诞生做出了贡献。起义爆发时，程海寰正陪同胡公冕在延安参观考察，当得知起义被胡宗南部残酷镇压后，他悲痛欲绝，失声痛哭，发誓重振旗鼓，东山再起，为王德一、赵秀峰等牺牲的同志报仇。
1983年甘南农民起义人员及其家属合影
1943年春，程海寰陪同胡公冕在延安参观考察，在延安考察期间，正值国民党顽固派掀起第三次反共高潮之际。程海寰一行，不但受到了中共高层领导毛泽东、叶剑英、李富春等的热情接见，聆听了他们关于：“坚持抗战，反对投降；坚持团结，反对分裂；坚持进步，反对倒退”的谆谆教诲，而且目睹了边区欣欣向荣的景象，使程海寰深受教育，倍感鼓舞，进一步坚定了跟共产党走，为中华民族的独立、解放事业奋斗的信心与决心，他当即表达了加入中国共产党的强烈愿望。
对程海寰的入党要求，中共中央领导表示热诚欢迎，但同时认为，从抗战大局着眼，程海寰暂时在党外工作，更有利于团结一切可以团结的力量，更有利于巩固和扩大抗日民族统一战线，发挥更大作用。程海寰接受建议，表示坚决听从党的安排。从延安返程到兰州后，程海寰便加入了中国民主政团同盟（后改为中国民主同盟），走上了为中华民族英勇献身的光辉道路。
