东北军学兵队的组建是张学良将军接受共产党的建议，为东北军培训抗日军政干部的一项重要措施。“目的是把他们培养成新的血液，输送到各部队中去，以便改造部队，为抗日做准备。”1936年3月间，张学良了解到东北军官兵虽有强烈的抗日愿望，但对“攘外安内”的祸国政策还认识不清，旧习气较重，营连军官数量少，政治素质也差，不能适应抗日的需要，因此酝酿办陆军学校，培养中下级抗日军官，考虑到东北军办陆军学校南京不会允许，而招收学生当学兵总是可以的，遂决定在卫队二营编制中增设学生队（后来通称学兵队）并当即责成宋黎和参密室主任应德田、参谋孙铭久具体筹办。于是学生队很快成立起来了。

为了避免国民党特务的破坏，所有一切筹备工作都是秘密进行的。为了便于保密，选定西安东门城门楼作为队部。当时张学良手枪营营部就设在东城门楼的东楼一楼，一切后勤，如经费、伙食等等，均由手枪营的军需负责办理，以手枪营的名义提请“剿总”拨办。康博缨和于维哲分任队长和队附，另外还有一个队附孙巨奎，专门负责对外联络工作。各分队长一律由东北军各军师中挑选，各班班长则由手枪营中选调，另由每班学生中选一名副班长，也叫政治班长。军事训练计划由于维哲负责拟定，确定以三个月为一期，以完成连的制式教练和战斗教练为初步目标。关于学兵队的来源，张学良指示到北平去挑选“一二九运动的骨干，最好是家乡子弟。其中有不少民先队队员，和少数北平地下党员。

第一批100人左右，乘火车于9月初到达西安；第二批120人于10月下旬到达西安。这两批均由赵天野带队。第三批200多人，由关时润（吴俊如，参密室参谋）和吴铎两人去北平联系的，时值西安事变爆发，北平当局阻挠，因而这批人员分散了，一部分辗转到西安，一部分去了延安。除此之外，还有十几名学生队员，是东北军子弟及西安各救亡团体介绍的。

学兵队的训练主要包括军事和政治两门主课。“军事教育计划的编制和实施由队附和分队长负责；政治教育计划和实施由政治部主任负责。”

西安事变后，学兵队编为五个宣传大队，下到东北军各军从事政治宣传工作，代替了国民党的政训处。当时西北的抗日形势飞速发展，从军队到地方以及各界群众组织，都急需一批受过训练的骨干力量来加强工作，因此学兵队同学所到之处，颇受欢迎。到东门楼来要干部接干部的人，几乎每天都有。从此，东北军学兵队的同学们，就融入在祖国西北掀起的抗日洪流之中，推波助澜，各自发挥了积极的作用。