早饭后，聂荣臻亲自送唐延杰，一起步行来到叶挺独立团。由此唐延杰当了一名军人。

在红军时期，唐延杰较长时间在红三军团，聂荣臻在红一军团。唐延杰地位不高，在红三军团当后勤参谋之类。两人交往不多。

1935年9月，唐延杰升任陕甘支队（由红一方面军改编）司令部管理科长。可一直在机关工作的他总希望去战斗部队。有一日，愿望终于实现了。党中央派他去红28军当军参谋长。这令唐延杰大吃一惊，说：“我去就当个参谋吧。”

周恩来说：“红28军只缺一个参谋长，你去只能当参谋长。”

唐延杰只好去了。

1937年全面抗战爆发，唐延杰去了八路军总部担任副官长，为左权的助手。9月25日，八路军115师取得平型关大捷。左权下令他把战斗中缴获的武器、弹药和重伤员送往阳泉。唐延杰雇了民夫与车马，带着总部警卫排护送。在他交接完毕正准备返回时，突然接到左权的紧急信：

“目前形势严重，忻口很快要失守，总部准备南下长治。朱、彭、任首长和我都同意你到聂荣臻那里工作。你即可转回五台，找聂荣臻。警卫排到长治归队。”

10月25日，唐延杰赶到太原八路军办事处，被告知： “现在太原的人员、物资正在撤退，你可取道步行直接去五台。”

第二天一早，唐延杰冒着日军飞机的轰炸，带警卫员离开太原。在路上，他收容了总部机关南下掉队的谢光堂等四名小战士，一同赶到河东村，与115师副师长聂荣臻会合。

原来，党中央已经决定成立晋察冀军区，由聂荣臻担任司令员兼政委，唐延杰当参谋长。聂荣臻高兴地说：“小唐，我们今后就要一起工作了。”

唐延杰诚恳地说：“参谋长我可当不了。”

“我一人身兼数职，既是电话员，又是参谋，又是副师长。”聂荣臻说，“你当过军参谋长，还说当不了，现在缺人，即使当不了也要当。”

11月7日，晋察冀军区在山西五台县正式成立，聂荣臻任司令员兼政委，舒同任政治部主任，唐延杰任参谋长，下辖四个军分区。但军区无副司令员、副政委。就这样，唐延杰成了军区三把手，也是聂荣臻军事上的第一助手。

但是，唐延杰一直很谦虚，多次要求由其他人担任参谋长，他为副职。聂荣臻都没有答应。

1938年，党中央调郭天民到晋察冀军区工作，唐延杰又提出由郭当参谋长，他当副参谋长。党中央没有批准。

12月，军区军政干校撤销，唐延杰再次向聂荣臻推荐校长孙毅出任参谋长。1939年1月，孙毅被任命为参谋长，唐则改任副参谋长。不久，孙毅走了，唐延杰还是坚持当副参谋长。党中央又派聂鹤亭为参谋长。1940年12年，聂鹤亭回延安学习，唐延杰再次担任军区参谋长。

这是唐延杰第二次为聂荣臻当参谋长。

在抗战期间，唐延杰是晋察冀军区司令部几位主要领导中唯一至始至终与聂荣臻在一起的，前后整整9年多。1946年6月全面内战爆发后，唐延杰坚决要求到前线去指挥作战。可是，好几次提出均未实现。

后来，他还闹了“思想问题”。聂荣臻看他态度坚决，只好同意了他的要求。1947年春，唐延杰被任命为冀晋军区司令员。与此，唐延杰才离开聂荣臻。

不过，他还是聂荣臻的部下。

两年后，1949年5月，聂荣臻又把唐延杰调回了自己的身边，担任华北军区参谋长兼平津卫戍司令部参谋长。

这是唐延杰第三次给聂荣臻当参谋长。

后来，聂荣臻去了总参谋部，代总参谋长，唐延杰则一直在华北军区。

在六七十年代，聂荣臻分管国防科技工作，唐延杰也在国防科研部门负责，先后担任过国防部第六研究院院长、国务院三机部副部长、国防科委副主任等职。

1988年7月31日，唐延杰在北京病逝。当天，他的老上级、老战友聂荣臻就发唁函，沉痛悼念，并高度评价了唐延杰的一生。有人说：“聂荣臻元帅手下有两员最得力的大将，武是杨成武，文是唐延杰。”其实，唐延杰是“又文又武”、文武双全。

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