共产国际中国党代表任弼时回国后，其职务曾暂时由林彪接任。但林彪身体不好，所以组织上决定他只管大事，不管小事。他就住到了共产国际宿舍"柳克斯"。当时张梅正在生孩子。林彪就经常到孙维世住的红色救济会大楼来。孙维世并不以为奇，把他当做一位领导兼长辈。不料，这时林彪心中却在追求孙维世。林彪追孙维世做得很隐蔽。他来邀孙维世出去玩，一起逛马路、公园。孙维世完全想不到，一个男人在妻子生孩子的时候竟然会去追求别的女孩子。林彪即将回国的前夕，竟要孙维世跟他一起走。孙维世以等林利一同回国作挡箭牌，于是，林彪要孙维世跟他回国之事就此作罢。但林彪临走时，仍对孙维世说："我决心今后非你不要。"直到1943年，林彪辗转托人带了一封信给孙维世，信中说他不得已听从别人劝告结了婚，但孙维世留给他的印象甚深。至于原来的妻子，不管孙维世态度如何，他都决定和她分手。果然他的前妻带着婴儿留在了苏联，暂时住在伊凡诺沃国际儿童院。对林彪的这封信，孙维世和林利笑了一阵，并找出其中文法的谬误。可见，孙维世对林彪的追求是毫不在乎的。没想到此事后来竟给孙维世带来了灭顶之灾。
林彪回国后并没有遵守自己的诺言，不久就同叶群结了婚，1944年生下林立衡，1945年又生下林立果。
1946年10月，孙维世跟随李莎和林利回到哈尔滨，得知林彪与叶群已经结婚，并生儿育女，出于对林彪的尊重，曾前往林彪住处去进行礼节性拜访。林彪一听说孙维世要来，破例亲自迎接，热情款待，立即安排极为丰富的晚宴为孙维世接风。
当时，林彪在东北局说一不二，一手遮天，他正在谋划着如何才能把孙维世追求到手时，又是不识时务的李立三打破了他的美梦，搅乱了他的如意算盘，把孙维世偷偷用飞机送到远离哈尔滨的延安去了。从此，林彪对李立三恨之入骨。
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