随着全面抗战的深入开展，中共中央和共产国际之间，虽然在坚持抗战，巩固国共合作的抗日民族统一战线上是一致的，但是在如何坚持政治上、组织上的独立自主方面存在着分歧。因此，1938年3月，政治局会议决定，派任弼时立即起程去莫斯科，向共产国际说明中国抗战的情况和国共两党的关系，以加强相互了解。在出使共产国际期间，任弼时积极宣传党的抗日民族统一战线政策，澄清事实，消除误解，从而赢得共产国际以及世界上热爱和平国家对中国抗战的支持。最终，任弼时出色地完成党组织交给他的任务，并于1940年3月26日返回延安。
向共产国际报告革命形势
消除与共产国际间的误解
1938年3月底，34岁的任弼时一行乘坐苏联飞机到达莫斯科，住在共产国际的宿舍柳克斯公寓。这时，接替王明担任中共驻共产国际代表的是在苏联治病的王稼祥。任弼时到达后，王稼祥就准备回国。
4月14日，任弼时代表中共中央，向共产国际执委会主席团提交了15000字的书面报告大纲，题目是《中国抗日战争的形势与中国共产党的工作和任务》。5月17日，他再次出席共产国际执委会主席团会议，又对上述大纲作了长达25000字的口头说明和补充。这两份材料，全面系统地介绍了中国全民族抗战八个月以来的基本情况，深刻阐述了中共在坚持抗日民族统一战线、坚持全面持久抗战、坚持敌后游击战争等方面的基本方针政策。
在报告中，任弼时首先指出：“中国共产党在广大人民当中，有着很大的政治影响和威信……因为我党所号召的抗日民族统一战线的成功，我党获得公开或半公开地位，得到广大民众的拥护。”其次，在介绍中国全面抗战的形势时，任弼时指出，“由于坚决抗战，造成了中国内部从来未有过的统一团结。中国在一九一一年推翻清朝政府后，经过长期不断的军阀内战，一九二七年国共分裂后，又经过了十年的内战，中国中央政府与各省地方政府向少合作。抗战起后，各党派重新合作，中央政权与地方政权关系密切起来，人民对政府的关系也改善了……由于中国团结一致，坚决抵抗日本的侵略，中国的国际地位也就提高了许多。我们估计在继续坚持抗战当中，必然会要更加进步。”
同年6月11日，任弼时与王稼祥参加共产国际执委会主席团会议。会议讨论任弼时的报告并作《共产国际执委会主席团关于中共代表报告的决议案》，指出“共产国际执委会主席团在听了关于中国共产党的活动的报告以后，认为中国共产党的政治路线是正确的。中国共产党在复杂和困难条件之下，灵活地转到抗日民族统一战线的政策之结果,已建立起国共两党的新的合作，团结起民族的力量，去反对日本的侵略。”由此可见，能够赢得共产国际的支持与理解，与任弼时所做的大量工作是分不开的。
1940年初，周恩来在莫斯科同中共驻共产国际代表团负责人任弼时等人合影。
切实加强对外宣传工作
亲自撰文在苏联报刊上发表
1938年7月，王稼祥由莫斯科乘飞机回国，任弼时正式接替王稼祥任中国共产党驻共产国际代表。在此期间，任弼时积极宣传中国共产党的抗日主张与抗日民族统一战线政策，争取国际社会对中国抗战的理解与支持。
1938年7月6日，为纪念中国抗日战争一周年，任弼时在《真理报》发表《中国人民的卫国战争》一文。署名陈琳。文章指出：一年来的卫国战争表明，日本欲在短时期内占领全中国的计划破产了。同时也强调，中国人民的任务在于全力巩固抗日民族统一战线的团结，高度警惕日本帝国主义间谍破坏团结的活动。
同年7月，任弼时在《共产国际》杂志第7期发表《中国的抗日民族统一战线及其发展》一文。署名陈林。文中在回顾了抗日民族统一战线建立的历程后指出，巩固和扩大抗日民族统一战线，是中国最后战胜日寇的唯一正确的条件。一切党派和组织之间，应当在实行孙中山的革命三民主义的基础上，在保持各自的政治和组织独立性以及互相信任、互相帮助的条件下，建立最密切的合作。必须组织工人阶级和最广泛的人民群众参加抗日，严防日本侵略者利用国共之间的分歧和摩擦来瓦解统一战线。文章强调，中国的抗日民族统一战线的发展前途是远大的，“共产党不仅诚意在抗战阶段中与国民党并肩携手地共同救国，而且决心在抗战胜利后与国民党和衷共济地共同建国”。
1938年9月5日，任弼时在《真理报》发表《中国持久战口号的意义》一文。其中通过对中日两国基本情况的分析对比得出，中国只有进行持久抗战才能取得最终的胜利。1939年3月4日，任弼时在《真理报》发表《民族解放斗争中的中国共产党》一文。文章指出，在建立抗日民族统一战线和发展民族解放战争的过程中，中国共产党“大大地扩大和加强了自己在人民群众中的政治影响”，由于共产党领导的八路军和新四军的顽强努力，游击战已在敌占区广泛开展。“目前在日本人的后方进行活动的游击队员约有一百万战士”，他们的“英勇斗争引起了国民政府、国民党和一切中国军队的注意”。
1939年4月，任弼时指示工作人员将毛泽东的《论新阶段》翻译成俄文，并在本月出版的《共产国际》杂志上刊登了此文。同年6月，在《共产国际》杂志发表《中国人民民族解放战争中的中国共产党》一文，其中指出：中国共产党是领导和推动中国抗日战争走向胜利的中坚力量。通过上述所做的大量工作，任弼时积极向国际社会宣传中国共产党的抗战政策的同时，也赢得广大爱好和平国家对中国抗战的支持。
积极协助周恩来工作
加强同各国共产党领导人的联系
9月中旬，周恩来赴苏治伤，住在克里姆林宫医院，在此期间，任弼时不仅为周恩来骨伤的治疗问题奔波，而且协助其处理相关工作。1940年1月，周恩来向共产国际执委会提交了长达55000字的《中国问题备忘录》；向青年共产国际作了中国青年运动的报告，在莫斯科中央党校作中国抗战的报告，分别会见了德国、西班牙、芬兰和罗马尼亚党驻共产国际的代表，向季米特洛夫回答问题时，陈述了王明回国后的种种错误言行。任弼时一一帮助安排，陪同周恩来一起活动。
任弼时在任职期间，与捷克斯洛伐克共产党的哥特瓦尔德、西班牙共产党的伊巴露丽、德国共产党的皮克以及芬兰共产党的库西宁、意大利共产党的陶里亚蒂、法国共产党的马尔梯，苏联共产党的曼努伊尔斯基等人建立了广泛联系。这些人不仅是本国共产党的负责人，而且也是共产国际执委会委员和书记处成员。通过他的工作，不仅赢得了共产国际对中国共产党的理解和支持，而且密切了中共与这些党的关系。
主持校译《联共（布）党史简明教程》
照管东北抗联人员
任弼时在共产国际期间，《联共(布)党史简明教程》出版，苏联外文出版局正在翻译出版中文本，任弼时和代表团的同志参加了翻译和校订工作，其中第四章有关辩证唯物主义和历史唯物主义部分，由任弼时负责校订，他对译文的准确性要求非常严格，初稿译出后，就组织在莫斯科的中国学员试读，听取意见，认真修改。有一次，方志纯提问：译稿中把马克思列宁主义当作“鞋子搁在草席底下”是什么意思？这句话是直译苏联的谚语，苏联的读者读来是生动而有幽默感的，但中国的读者却感到不好理解、任弼时反复琢磨后说：用汉语的意思表达就是“束之高阁”。方志纯听了恍然大悟。后来就意译为，“马克思列宁主义理论不是教条，而是行动的指南”。
同时，任弼时为一部分东北抗联人员暂时撤到苏联及时与共产国际和苏联政府联系，使之得以妥善安排。任弼时经常看望他们，解决他们的实际困难。为国内革命斗争输送人才，这些人有萧三、韩光、曾赤、林娜、陈柏川等，他们回国后大多成为各解放区的骨干。
1940年2月，中共中央决定，结束代表团的工作，调任弼时等回延安。任弼时作为中国共产党的使者、在莫斯科工作了将近两年。1940年2月25日，周恩来、任弼时离开莫斯科，乘火车到苏联的阿拉木图，两三天后，改乘飞机离开阿拉木图回国。同行的有邓颖超、陈琮英、陈郁、师哲，和印度尼西亚共产党的负责人阿里阿罕等9人。季米特洛夫在临别的家宴上对周恩来和任弼时说：“我相信，中国革命胜利的日子已经不远了！”（张保军）
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