“1946年8月我回到上海，正是国民党在美帝指使和援助下发动大规模内战的时候。到上海以后，我曾和哥哥去****上海办事处，找乔冠华、陈家康两位同志谈过一次，告诉他们我不想在国民党空军工作下去，做帮凶。问他们能不能帮助我去解放区（因为在一个月以前他们刚把我三姐送到解放区去），但他们的答复是我不要着急，解放区没有飞机工厂，留在白区继续学技术，将来可以更有帮助。那天还遇到了******同志，经介绍，虽未谈话，但这也是我认为光荣的事。回来以后，我和哥哥又谈了一次，觉得他们的看法也对，便决定留在伪空军工作。”
（徐舜寿《自传》）
抗战胜利，国共谈判的地点从重庆转到南京。****代表团驻在南京的梅园新村。不久，在上海设立了办事处。国民党当局不同意****代表团在上海设办事处，办事处门口挂着两块铜牌：一块是英文的“******将军寓所”，一块是中文的“周公馆”。******和代表团其他同志到上海开展工作，就住在这里。周公馆成了众人关注的中心，******经常在这里处理党内外工作，与民主党派和爱国人士商谈，也会见上海各界的代表人物。周公馆所在的上海卢湾区思南路（当年为马思南路），这条旧时法租界的僻静马路，也因此成为社会关注焦点。
乔冠华长期在周公馆工作，与各界人士保持接触。在这里，他和陈家康与徐迟、徐舜寿兄弟进行了一次谈话。
宋蜀碧的回忆录记述了这次谈话：
“舜寿1948年经过上海时，徐迟曾带他去马思南路的****办事处，介绍他认识了乔冠华，他们有了一次长谈。”
从徐舜寿的《自传》中可以看出，这个时期，他作出了政治上的选择，但这并不意味着他成为了一个自觉的革命者。
“在伪空军最后这两年半工作中，我的思想情况是这样的：一方面由于我过去在重庆、在美国看到过一些赞扬****和解放区的书，知道共产党是廉洁的、得人心的，也是有办法的。另一方面，国民党在这几年内的腐朽也日益加深，在政治上是贿选伪国大代表、立法委员；经济上是滥发纸币，改金圆券，闹抢购；军事上是节节败退；外交上是明目张胆地向美国出卖主权；这一切我都是亲眼所见到的。所以，虽然对我个人的生活没有多大影响（这两年的生活是一直相当安定的），因而也谈不上对它有什么仇恨。但大势所趋，所以也看到国民党是垮定了，共产党是一定会成功的。但是对于共产党我并无一定的认识，完全是幻想，以为只要共产党一到便万事大吉。另一方面，我也没有把共产党领导下的民主政府和资产阶级的民主区分开来（在这一个时期内，我喜欢看《观察》杂志，那时候我还以为它是进步的，其实，它十足地代表了小资产阶级的旧民主思想），因此我以为共产党取得了政权，我还是我，没有想到要思想改造，要提高政治觉悟，我只要凭我的技术继续我的工作就行。”
徐舜寿在这里提到的《观察》杂志是1946年9月1日在上海创刊、16开本、每期6万字的刊物，一创刊即产生了广泛的影响，最高发行量达到了10.5万份。读者主要是大中学校的师生，公务人员，文艺工作者，工商业者，自由职业者，军队里的将领士兵。徐舜寿喜欢看这本杂志，足见他对时局的关注。
经过与哥哥认真商量，徐舜寿决定视时机而定。于是，他去南京航空工业局报到，并选择了离内战最远的工厂——成都南川第二飞机制造厂，从事运输机设计工作。事情办妥后，徐舜寿回到上海，没有停留即飞往成都。
在去南川之前，他到成都与宋蜀碧结婚。
第二飞机制造厂（1947—1948）
结婚以后，徐舜寿夫妇前往四川的南川县丛林沟第二飞机制造厂报到。徐舜寿在工厂设计课从事气动力研究，参加“中运-2”和“中运-3”运输机的总体设计和性能计算，他负责总体组，确定发动机选型、飞机外形定线等，他把自己的技术工作写成了一个备忘录。1956年组建飞机设计室时，带到沈阳，供大家学习飞机设计时参考。备忘录是晒蓝的，仅有一份，长期保存在一所，遗憾的是后来遗失了。
第二飞机制造厂的前身是中国和意大利合建的“中意飞机制造厂”，厂址在南昌市东郊老营房。1933年秋开工，1935年建成。1937年先后试制仿“萨伏伊”重型轰炸机和“菲亚特”双翼战斗机，后因日本飞机轰炸停止生产。1938年初，国民政府决定将几个中外合办的飞机制造厂和其他军事航空工厂整顿重建。原“中意飞机制造厂”迁到四川南川县，名称“国民政府航空委员会第二飞机制造厂”（简称第二飞机制造厂，当时的第一飞机制造厂在昆明，第三飞机制造厂在成都）。
第二飞机制造厂位于南川县城南40多公里的丛林沟，厂址离丛林沟还有5公里，中间要翻过一座山。厂房建在一个叫海孔洞的自然山洞里，洞内两侧为生产车间，洞口及附近山谷建有办公、水电设施、木工和机身制造厂房以及员工宿舍等。第二飞机制造厂又名“海孔飞机厂”。
宋蜀碧在回忆录中记述了她所了解的工厂：
“这家工厂，原来在江西南昌市远郊的三家店，是中意合办的飞机制造厂，规模较大。抗日战争爆发后，迁到四川南川县丛林沟海孔洞。丛林沟是一个仅有十几户人家的小镇，离南川县城约40余公里。工厂离丛林沟约5公里，翻过一座山就是海孔洞了。海孔洞是一个很大很深的自然山洞，在洞内建了三层楼房作为厂房，还建了许多辅助设施。我进山洞去过一次，看见三层楼的厂房还不及洞顶一半高。旁边还有一些巨大的‘石笋’，从洞顶一直连到地面。厂区很隐蔽，日机轰炸南川县城，以为是炸了这家飞机制造厂。据说日本人吹牛皮，在上海的报纸上扬言，已将第二飞机制造厂夷为平地，实际上却始终未发现工厂的目标。
舜寿在厂里曾参加‘中运-2’和‘中运-3’运输机的总体设计和性能计算。不久被破格提升为研究课课长，负责飞机的研究制造工作。他和设计员们相处得十分融洽。
我们的宿舍在远处的山坡上，那是像营房似的一排排平房。”
该厂有几任厂长，1937—1939年是朱霖（留学意大利都灵大学航空系）；1940年初—1942年秋是钱昌祚、黎国培（留学苏联）；1942年秋—1948年是马树德。徐舜寿在这个时间段到第二飞机制造厂工作， 1947年3月，工厂从南川迁回了江西的南昌。现在的320厂就是在该厂的基础上建起来的。
宋蜀碧与徐舜寿随着工厂一起迁到南昌。
“在南川时，飞机工厂是在一个天然的大山洞里。而在南昌，就完全不一样了。一个星期天，我随舜寿的几个朋友一起进工厂去走了一趟。厂区地方很大，很空旷。有一架木质的飞机停在广场上，这是我第一次看见用木头制造的飞机。他们说，上去看看吧，于是我从扶梯爬上去，里面还有座位，我便上去坐了坐，从窗户往外看看。多年以后，才知道这就是所谓的木质样机。”
（《宋蜀碧回忆录》）
1942—1948年，工厂开始设计新型飞机，先后设计“中运-1”、“中运-2”运输机。“中运-1”为双发中型运输机是由中国设计、制造的第一架运输机，能载乘客8人。1944年10月在重庆白市驿机场试飞成功。“中运-2”是“中运-1”的改进型，结构与“中运-1”大体相同。1948年2月19日，在重庆试飞，设计人员有林同骅、唐勋治等，试飞员为陈炳泉。
“中运-2”为木质结构、双发运输机。解放后，新中国的航空工业接收该厂，这架飞机还飞过，后摔坏遗弃在320厂。
徐舜寿在南昌第二飞机制造厂搞设计工作先后近两年。由于表现出色，被提升为研究课课长，负责飞机的研究制造工作，军衔从上尉晋升为少校。1948年夏，为解决“中运-3”飞机的铝材料供应问题，徐舜寿曾前往已迁至台湾的第三飞机制造厂。
他在《自传》里记录了这一时期的工作：
“决定留在伪空军后，我即去南京报到，选择了一个离开内战最远的工作，那便是去南川第二飞机制造厂搞运输机设计（设计的飞机是谁都知道不会制造的）……
10月间去南川报到。1947年3月随该厂迁南昌，一直到1948年年底都在做一架中型运输机的设计工作。这架飞机只是设计，并未制造。