1940年夏，楊肆秘密加入了中國共產黨，接受八路軍駐重慶辦事處處長周怡的單線領導。事隔不久，王維鈞也加入了共產黨。
王維鈞擔任軍技室主任秘書以後，他的表弟楊述約他到上清寺一個茶館中會麵。楊述要求把破譯出來的日本密電送給地下黨一份，王維鈞表示同意，但要求做好保密工作。楊述說：“最保險的辦法就是由你親手抄錄一份親自送出來。”王維鈞表示這一點很難做到。因為每天破譯的密電多達上百份，王維鈞身為主任秘書，同時還兼著交通部電政司的一份兒工作，事情很多，根本沒有時間抄寫。那該怎麼辦呢？
王維鈞想了一下說：“有辦法了！”原來當時所破譯的密電，都是由繕寫員複寫三份，一份加火漆封固後每日由專人送到軍委會機要室毛慶祥處轉蔣介石；一份研譯組存檔；一份用火漆封固後交王維鈞轉交溫毓慶，溫看後退還王維鈞歸檔。這歸檔的一份，如果沒有特殊情況，就沒有人查問，也就永遠留在王維鈞處不動了。王維鈞想“就從這裏打主意！”他向楊述建議，把從溫毓慶處退回來的這份“歸檔文件”交專人送到八路軍重慶辦事處，由辦事處的人連夜抄錄，第二天再拿回來交換新的情報。楊述認為這樣做可行，於是他們就這樣做了。由於保密工作做得很好，此舉一直沒被敵人發現。
大合並之前，溫毓慶雖然早就知道池步洲的名字，也知道他在破譯日軍密電方麵所取得的成就，但是從來沒有見過麵。大合並之後，池步洲抱著為抗日多出力的想法，把自己破譯的日軍密電碼上交。
池步洲的上司溫毓慶對他的這一無私奉獻的做法非常讚賞，特地在他的辦公室，約見了池步洲一次。他稱讚大合並中池步洲上交的關於日本外務省外交密電密碼本的編排方法：“你們有科學頭腦，編排得簡單合理，檢索、翻譯都很方便，比我們的強多了。”
接著溫毓慶又問關於破譯日本外交密電的事，池步洲將此事的前後經過詳細地作了彙報。
池步洲告訴溫毓慶，他通過統計發現收到的日軍密電，基本是英文字母、數字、日文的混合體，字符與字符緊密連接，多為（MY、HL、GI……）。池步洲作了進一步的統計，發現這樣的英文雙字組正好有十組，極可能代表著0-9的10個數字。根據這一發現，池步洲做了一個大膽的猜想：他將這十組假設的數字代碼使用頻率最高的MY定為“1”，把頻率最低的GI定為“9”。另外，日軍密電中的數字，很可能表示的是當時交戰軍隊中的部隊番號和兵員數目等數字。於是池步洲到部隊進行核對，由此他找到了越來越多的突破口。除此之外，他並結合密碼中的許多隱語，如“西風緊”表示與美國關係緊張，“北方晴”表示與蘇聯關係緩和，“東南有雨”表示中國戰場吃緊……由此順藤摸瓜，他最終破譯出一份份日本軍部大本營發出的密電。
接連破譯 抗戰建功
由於特務內部為了爭權鉤心鬥角，軍統魏大銘四處放出謠言，說溫毓慶將密電檢譯所破譯的日本外務省外交密電以高價賣給了英國的特務，軍統局正報請蔣介石批準，要將溫毓慶逮捕法辦。此舉實際上是想給溫毓慶羅織罪名，趕他下台。溫毓慶不知為何，借口到香港治病，然後轉道去了美國，再也沒回來。他走了以後，1940年6月魏大銘奉蔣介石的命令，代理軍技室主任。軍技室的大權，於是落到了軍統特務的手中。
在魏大銘的眼中，認為李直峰不是共黨分子，就是親共分子。但是一時間他又拿不出有力的證據來，無法將其逮捕，隻好采取“調離”的手段，把他調到軍令部西安譯電人員訓練班任上校主任教官兼軍技室第十工作隊隊長。這個譯電人員訓練班，是專門培養特工用以破譯共產黨和非蔣係部隊的密電的，由軍統局掌握控製。這樣，第一可以把李直峰置於軍統特務的嚴密監視之下，一旦抓住證據，立刻逮捕法辦；第二是即便抓不到證據，至少掐斷了他和共黨的聯係，避免情報送出。
對於池步洲等人，魏大銘采取的是敬而遠之的孤立政策。因為他知道池步洲等人具有融研究、研譯、翻譯於一爐的本事，能力都比別人強，而且已經取得了非凡的成就，想整他不是那麼容易；此外他知道池步洲曾經在中調科工作過，以為池步洲必定是中統分子。再說，池步洲書生氣較重，似乎對權利的欲望並不重，不構成對他的威脅。當時國民黨的兩大特務機關中統與軍統互相對立，形同水火，因此他後退一步，變各不相容為各不相擾，已經算是相當客氣的了。
魏大銘竊據了軍技室的大權，就把軍統局的特務作風帶了進來，不但辦事橫行霸道，還命令全室人員交二寸半身照片三張，想把所有的人員都納入軍統組織，把軍技室變成軍統局的一個下屬單位。霍某、池步洲等人認為這是對他們不信任，要控製他們怕他們逃離，於是他們拒不交照片。後來他們又查出了魏大銘安插在軍技室的特務。在這期間，第一組研譯室發動了一次短暫的罷工：每天收到的密電，雖然照譯不誤，但卻不給蔣介石送去。蔣介石一連好幾天看不見日方動態的情報，就把毛慶祥找去問是什麼原因。毛慶祥借此機會向蔣介石詳細說明戴笠和魏大銘在軍技室的所作所為，要求蔣介石把軍統局人員從軍技室完全撤出。
蔣介石得知這一情況後，也很生氣。於是老蔣在1940年12月明令魏大銘等大小特務統統回到軍統局，任命毛慶祥以少將副主任代理主任，並宣布以後軍技室一切事務軍統局不得過問。
毛慶祥就任代主任以後，第一件事情，就是撤銷李直峰西安軍技室第十工作隊隊長和第十支台台長的職務，調回重慶，任命為軍技室技術研究員、第六組副組長。池步洲等五個從軍政部合並過來的人，以前被溫毓慶派排擠。毛慶祥找池步洲談話，要池步洲以國事為重，帶領原軍政部的人馬成立一個“專員室”。他任命池步洲為主任專員，其餘四人為專員，以後第四組收到了密電，就送到專員室來交池步洲等人破譯。
毛慶祥“主政”之後，為了籠絡人心，也是為了精誠團結，齊心協力於破譯工作，除了每周一次的各組聯席會議，召集各組組長、科長、專員研究工作之外，他還放出一把火：1941年初，他遴選室內對密電破譯有突出貢獻者十人晉見蔣介石。這十個人，是一二三組正副組長加上三個研究人員和池步洲。
1941年1月，曾希聖調任新四軍七師政委，來到重慶密約李直峰於複興關見麵，傳達我黨隱蔽戰線對敵鬥爭的方針，即“長期隱蔽，等待時機”。並批示李，除了繼續為黨提供情報外，還必須完成三項任務：一、利用老關係爭取原助手、現留任中統局的武子明為黨做情報工作；二、將所在軍技室所有人員的姓名、職務、籍貫列成清單抄報一份；三是設法利用獲得的情報挑起中統、軍統之間的爭鬥，以削弱兩個特務集團的反共力量。此後李直峰為完成這些任務而竭盡全力。他曾數次將獲取的絕密情報親手交給中共中央駐重慶代表葉劍英等，為此，黨中央特別來電嘉獎，令李直峰感動不已。
1941年12月3日，池步洲通過破譯截獲的一份由日本外務省致日本駐美大使野村的特級密電。密電內容為：（1）立即燒毀一切機密文件；（2）盡可能通知有關存款人將存款轉移到中立國家銀行；（3）帝國政府決定采取斷然行動。譯出這三條內容後，池步洲根據當時情況判斷，這是“東風，雨”（即日、美開戰）的先兆。結合此前譯出日本搜集到有關美國檀香山海軍基地的情報，池步洲作了兩點估計：一、開戰時間在星期天；二、地點在檀香山珍珠港海軍基地。
日本要進攻美國的珍珠港！池步洲立即將情況向上彙報。當這個消息呈遞給蔣介石以後，蔣十分震驚，立刻向美國方麵通報。但由於美國國內孤立主義情緒的高漲，羅斯福並未重視中國傳來的情報。4天後即11月7日，震驚世界的珍珠港事件發生，美國海軍遭受重創。美國不得不向日本宣戰！
1942年10月，池步洲破譯了一份截獲的日本密電，得知日本空軍將從緬甸基地起飛，轟炸印度加爾各答，中方當即通知英國駐印度空軍總部，英國空軍在中途截擊，將起飛的日軍戰機予以全殲。
密電破譯工作在抗戰中發揮著越來越重要的作用。日軍在偷襲珍珠港成功後，向東南亞進軍，攻占英、法在東南亞的屬地，控製了馬六甲海峽。1943年4月18日，日本海軍大將山本五十六及其隨從分乘兩架專機，由6架戰鬥機護航，出巡太平洋戰爭前線，鼓舞日軍士氣。在日本海軍大將山本五十六帶著他的幕僚們登上飛機之前，已經獲悉美國空軍從未在此線轟炸過，日方的密碼本就在當月修訂過，美軍不可能在半個月時間就破譯往來電文。他們相信，此行的保密工作做得非常好，不會有任何安全問題。
當時，池步洲得到兩份關於山本五十六出巡日程的電報。一份用日本海軍密電拍發，通知到達地點的下屬；一份用LA碼（池步洲破譯的密電碼，通常以LA開頭，習慣上稱之為LA碼）拍發，通知日本本土。池步洲本人破譯的，是後一份密電。池步洲迅速將破譯到的情報，向蔣介石彙報，蔣立即向美軍通報。美軍迅速派出16架戰鬥機前去襲擊，全殲敵機。作戰的第二天，美國搜索隊在原始森林裏找到墜機殘骸，山本五十六手握“月山”軍刀，橫倒在殘骸旁邊。擊斃山本五十六，密電破譯再立新功。
據池步洲逝世前回憶，1943年南京偽府主席汪精衛的舊病複發，8年前被刺時留在背後的彈片折磨得他不得不到日本就醫。在他醫畢回國之前，與在廣州妻子陳璧君通密電，汪精衛說要回國。陳璧君說不要讓外界知道，要改名換姓住進上海虹橋醫院，靜候陳赴上海後細作商議。這兩份密電被軍技室截獲破譯後，報給了蔣介石，蔣介石讓戴笠去處理。戴笠派軍統特務買通了虹橋醫院的女護士。於是汪精衛每天吃進的藥中，都有一點點無色無味的添加物，這種慢性毒藥，半年後不聲不響地要了汪精衛的命。1943年10月，汪精衛死了。到了11月，敵人發訃告謊稱其死在日本。池步洲披露的“謀殺汪精衛”如果是真的，則又立下大功一件。