跟随徐向前期间，聂凤智的军事理论修养不断提高。1937年8月，延安抗日军政大学第三期开学，这一期共招生近1300人，王树声、许世友、洪学智、贺子珍、康克清、聂凤智等同时入学。入学前，聂凤智是二七一团政治委员，所以被编入第二大队(政治大队，大队长是苏振华)。为解决抗日军政大学教员匮乏难题，中央军委“从本期学员中选拔了一批优秀干部，担任各级领导、教育干事、军事和政治教员”。24岁的聂凤智入选，并被编入刚刚开班的教员训练班集中学习。同年10月，他以优异成绩结业，随即担任了第二大队主任教员。
当时，抗日烽火正炽，聂凤智非常想上前线杀敌，这也是抗日军政大学教员的共同心声。1938年5月21日，毛泽东代表党中央参加军政大学第三期总结大会并发表讲话:“抗大两年来缔造艰难，由三个教职员到三百个教职员，到今天有了很大成绩……必须依靠这个队伍——三百个教职员。他们的任务是‘造学生’，因为这是共产党的大事，不是小事。办个学校是联络全国最要紧的东西，可以生游击队，可以教育人，而且会扩大。”听了毛泽东的讲话，聂凤智决心在军事教育战线干到底。他深知“学高方能为师”，除刻苦研读毛泽东撰写的《中国革命战争的战略问题》、《论持久战》、《抗日游击战争的战略问题》等军事著作外，还自学了《孙子兵法》、《七子兵略》、《太白阴经》、《伏龙芝军事学》等古今中外的军事著作。在延安图书馆，他见到日本人所著的《克劳塞维茨和孙子思想的研究与比较》一书，便时常借阅并和同事们研讨。一番苦学，终成正果，他的军事理论造诣突飞猛进，使他当时即是抗日军政大学名师，也为他日后成长为一代名将奠定了理论根基。抗大第四期(1938年4月开学)、第五期(1939年1月开学)学员中有多人成为开国将领，他们在私下场合见到聂凤智都恭敬地尊称一声“聂老师”。
1939年8月，抗日军政大学奉命挺进晋东南敌后办学，次年4月，抗日军政大学第六期在蟠龙镇开学，这一期招生4900多人。为适应敌后办学需要，组建了4个学员团，第三团团长为刘忠，副团长是聂凤智。这时，聂凤智已经成长为一名知名的教学管理干部。这年11月，为加强抗日军政大学第一分校的办学力量，聂凤智奉命带领第三团45名优秀教职员，组成山东派遣大队，前往第一分校驻地山东沂南。在日伪频繁“扫荡”的情况下，聂凤智成功组织了一次东进行动，于次年2月到达第一分校驻地，分校校长周纯全表扬他说:“你带领山东派遣大队成功抵达，是分校建设史上的大事，大大加强了分校的教学、管理力量。”
聂凤智先担任第一分校直属机关校务处处长，不久又升任分校第一支校(又称胶东支校，分散活动于山东平度县大泽山区)校长，专门为胶东军区培养军政人才。为改善支校办学条件，聂凤智多次向司令员许世友要人、要物，许世友从不拒绝，还对同志们说:我现在拨给聂凤智十个人，他就可能为胶东军区培养一百人;拨给聂凤智一百人，他就可能为胶东军区培养一千人。这是赚钱买卖啊。
1943年3月，为适应敌后环境和贯彻精简方针，第三支校改编为胶东军区教导团，聂凤智调到野战部队，圆满完成了他“当老师”的任务。
