陈云的到来，标志着中国共产党与新疆军阀盛世才统一战线的建立 民主革命时期，陈云同志奉中共驻共产国际代表团指示，化名施平与滕代远(化名李广)、冯铉(化名肖立)、段子俊、李春田等4人从莫斯科赴新疆援接西路军进行各项准备工作。
在苏联的帮助下，陈云与新疆军阀盛世才协商了如何迎接西路军进驻迪化(今乌鲁木齐)事宜，前后谈判三次最终达成协议。盛世才同意西路军左支队进驻迪化，这样，陈云才得以率盛世才提供的汽车、给养和盛世才的军队人员于1937年4月底赶到星星峡，与西路军左支队余部400余人会合，保存了革命的火种。7月，西路军余部全副武装到达迪化。“七七”事变后，考虑到当时国际国内和新疆的政治局势，以及盛世才的要求，党中央采纳了陈云的意见，取消了左支队番号，成立总支队，对外称“新兵营”；任命陈云为中国共产党驻新疆代表。陈云到达迪化，标志着中国共产党与新疆军阀盛世才统一战线的建立。
抗战爆发后，党中央根据国内外形势的变化和陈云的建议，决定撤销原定的总支队去苏联学习的决定，改为就地学习。陈云向大家宣读了中央“严守纪律，安心学习”的电报。在学习动员会上，陈云语重心长地说：“同志们都是工农出身，过去因家中贫苦，得不到学习的机会，现在到了新疆，要好好学习文化和政治，另外，每个人还要学习一门技术。我们从现在起，就要着手培养会驾驶飞机、汽车、装甲车的人才。如果我们这400多号人每人学会摆弄一两件机械化武器，将来回延安，一个人再带会十个八个，这对建设我军的技术兵种，对夺取革命战争的胜利，将是多大的贡献呀!”
经过动员，指战员们增强了学习文化知识和现代军事技术的信心。陈云编写了一些中国共产党公开发表的声明、决定等文件油印给大家，使大家既学习了文化，又学习了政治，一举两得。在陈云的提议和努力下，党中央利用与盛世才的统战关系，使新疆成为党培养和训练特种军事技术干部的基地。“新兵营”实际上成为一所训练特种兵技术干部的学校。当年在总支队学习过的指战员，后来都成为我军特种兵部队的骨干和领导力量。而在陈云同志关怀下成立的我军第一个航空队的学员进入盛世才的航空部队学习飞行和机械导航技术，经过4年学习，成为我党我军第一批航空技术人才，在后来的解放战争和抗美援朝战争中发挥了巨大的作用。
陈云在新疆工作期间，十分注意做好对新疆军阀盛世才的统战工作。1937年10月。陈云根据中国共产党抗日民族统一战线政策和中共中央关于建立八路军驻新疆办事处的指示，和中央军委联络员周小舟一道，同新疆军阀盛世才商谈，在迪化正式设立了八路军驻新疆办事处，对外称“南梁第三招待所”。其主要任务是：(一)巩固六大政策，建设新新疆；(二)宣传中国共产党的抗日民族统一战线方针政策，组织发动各族人民和各界爱国人士，广泛开展抗日救亡运动，支援抗日战争；(三)保持国际交通线的畅通，筹集和转运支前物资。
1937年底，陈云被调回延安工作。他在延安仍积极选调各方面的专业干部到新疆工作。在时任新疆财政厅副厅长、代理厅长毛泽民同志的请求下，陈云根据毛主席的指示，经党中央同意，选派了高登榜、郑亦胜、蒋连穆等同志来新疆做财政工作。
新中国成立后，特别是党的十一届三中全会以后，陈云同志虽然身居高位，日理万机，但仍关心着一些事关新疆党史的重大问题。1982年，当李先念对他说起邓小平曾批给他一篇关于西路军问题的文章时，陈云说，当年西路军打通国际路线是根据中央的决定而组织的，他在苏联时，曾负责同苏联联系援助西路军武装弹药的事，而且在靠近新疆的边境上亲眼看到过这些装备。西路军问题是一件与自己有关的事，要在有生之年尽快把这件事搞清楚。他还建议李先念准备一份有关西路军问题的材料报给中央。
晚年的陈云，依旧情系新疆这方热土，他为在新疆牺牲的烈士挥毫写下“天山埋忠骨，英名万古存”十个大字，并为红军西路军进疆纪念碑题写了碑名。
(据《新疆党史》)