一个多月后，赵兴元被分配到连队，在山东军区四支队一营一连十班当战士。
连里本来想照顾他，叫他当通讯员，毕竟他才14岁，还没有枪高，连长打算把他留在身边，也好随时照应他。但赵兴元认准的事轻易不会改变，还是非要当战斗兵不可，因为战斗兵拿枪打仗。
四支队是八路军中一支由老红军指挥的战斗力很强的正规部队。是在山东省委直接领导下，贯彻执行**给八路军总部的指示，于1938年元旦在徂徕山大寺宣布成立的，洪涛任司令员，省委书记黎玉兼政委。到1939年4月，部队已经发展到4000余人，声势浩大，成为泰山、沂蒙地区抗日武装的骨干力量。赵兴元和一些新兵唱着“看齐、看齐，向老八路看齐”的歌曲，很快融入这支队伍中来。在这支八路军主力部队里当战士，为他的快速成长、不断进步创造了有利条件。
一连的老战士穿着绿色的军装，衣袖上缝着写有“八路”两个字的布条，有枪、有大衣军毯，看上去个个威风凛凛。而赵兴元初到班里时，穿的是浅蓝色夹裤，上身穿的是长及膝盖、掏空了棉花的破棉祅，用裤带捆在身上，一个衣服扣子也没有。老战士们见到这个样子，都禁不住乐了，围拢过来，七手八脚地帮他整理：把拖到膝盖的上衣缝上一圈，让它合身；拿条皮带给他系在腰上；把老乡的葫芦切成一片一片的，旋圆了，用锥子扎上眼，做成衣服扣子，还拿来一个子弹带叫他背上。又有人过来给他剪指甲，有人给他副绑腿，有人给他支牙刷，还有人给他牙粉、毛巾、搪瓷饭缸，全班人为他忙活了半天，才把他勉强打扮出个兵样来。赵兴元既兴奋又感到新奇，傻傻地笑着，任人打扮，只有一样不太满意，就是自己的子弹带中只有3粒子弹，别人的子弹带却装得满满的。后来才知道，老兵的子弹带里也没有超过10粒子弹的，外观看上去鼓鼓的，里边都是一节一节的秫秸杆子填充的。部队没有兵工厂，喊出“以战养战”的口号，武器弹药都是从敌人手中缴获的，先要保证机枪用弹，赵兴元的那支马拐子枪还是以后发下来的。
赵兴元离家当兵后，母亲想儿子，到处找他，甚至找到伪军的炮楼里，被姐姐拽了回去。一年多后，他回家一趟，后来战事频繁，南征北战，全国解放前，再也没有回去过。
分到连队的当天下午，在屋外太阳地里，赵兴元上了人生第一堂文化课。说是上课，却没见过铅笔什么样，用树枝在地上划，写起来手直哆嗦。部队行军了，背着黑板走，走一路学一路，到了驻地，不等看好房子，文化教员把小黑板往树上一挂，就开始上课。老兵手把手地教他如何下笔，“先上后下，先左后右”，又教他“步枪零件多，简单分三个，枪身枪机和枪托”，“手榴弹威力大，二三十米杀伤人和马”，“天黄黄、地黄黄，我不识字是文盲，不怨爹不怨娘，地主老财是豺狼”。部队编写的教材特别好，实在，顶用，又朗朗上口，好记，使他既学会认字写字，又熟悉了武器性能，也受到阶级教育，懂得了革命道理。赵兴元从小就羡慕别人家的孩子能上学，很珍惜部队的学习生活，他脑瓜活，学得快，越学越有劲，除了睡觉、训练和打仗，把所有时间都用在学习上，很快就成为班里的学习尖子，当上学习组长，能帮着别人学文化了。10年后，解放海南岛战役结束时，上级发给赵兴元一张表叫他填写，在“文化程度”一栏中，他填了“高小”，这“高小”文凭就是他在战斗间隙和行军路上得来的。朝鲜战争后，他被选送到南京军事学院学习，以优异成绩毕业。赵兴元谦虚地说，这算是高中毕业了。实际上，要论文凭，在人民战争这个大课堂上，他是名副其实的高才生。
在班里，老兵对他百般呵护。因为他年龄最小，班里战友拿他当宝贝一样，不叫他值日，不派他站岗，让他吃好睡好，学习好，直到半年后，才在他的强烈要求下派他上岗，而且只派他在相对安全的连部门口站岗，不让他到野外去，他要是去了，就有人往回找，往回撵，生怕他在野外被敌人模岗出危险。
赵兴元特别要强，别人越是照顾他，他越要干出个样子来叫别人看看。不让他站岗，他就主动找活干，打扫卫生，刷茶缸，借菜盆，整理内务，忙这忙那，一时也不闲着。班里人都喜欢他的机灵和勤快劲儿，更喜欢他勤奋学习努力上进的精神，他的表现也引起了部队党组织的注意。
在一次行军途中，刚打好地铺，赵兴元就看见班里平时打仗很勇敢、处处都带头的四个老战士相互一拽手，一递眼神，就相跟着出去了。他觉得奇怪，就问躺在身边的战友：“他们干什么去了？”一个老兵说：“你个傻小子，他们都是党员，开会去了那时候，党组织还没有完全公开，党的工作都是秘密开展的，赵兴元这才知道这几个平日里对他像亲弟弟一样关怀的战友还有一个不为人知的称呼，叫“党员”。他虽然还不明白“党员”的真正含意，却很愿意像他们那样去做人，去打仗。
四个党员中有个叫刘向路的人，40多岁，是副班长，参加八路军以前是个苦大仇深的煤矿工人，后背上满是被煤窑里的石茬划破后留下的疤痕。有一天，打好地铺，刘向路说：“小赵同志，咱俩打通腿睡吧“打通腿”就是两人一颠一倒睡，睡在铺着干草的地上，再把彼此的脚放在对方的膝盖弯里取暖。旁边依次摆放好步枪、手榴弹，一旦有情况，很快就会武装起来投入战斗。这是当年老八路宿营的一种习惯睡法。在老乡家的地上垫一些稻草或谷草、麦秸，就成了地铺，隔冷防潮，多躺几天，身下就有碾碎的草末儿，部队离开时，要收拾好地铺，打扫干净。有两句歌词就说八路军“吃的是煎饼，铺的是干草”。从那以后，赵兴元好多年都不知道睡床睡炕是什么滋味。
刚躺下，刘向路又说：“咱先别睡，说说话儿两人便聊了起来。此后，每到驻地，刘向路就主动和赵兴元“打通腿”，问这问那，把赵兴元的身世问得详详细细。通过“打通腿”，赵兴元把多年的苦水都倒了出来，说了父亲去世借地埋葬的事，说了哥哥闯关东和妈妈女乃女乃沿村乞讨的事，也说了三间草房抵押高利贷，全家被要债者逼得走投无路的情景，当然也讲了自己为什么要当兵、为什么要参加八路军的原因。刘向路问他：“见没见过日本鬼子？”赵兴元说：“见过，见过他们烧房子杀人，可恨！”
打这以后，刘向路一有空就跟赵兴元讲革命道理，讲穷人为什么穷，富人为什么富，什么是剥削和压迫，讲八路军是什么样的队伍，**是什么样的组织，又讲**是怎么回事，怎样才能成为**员，讲了许多赵兴元从未听说过的新鲜东西，这是赵兴元最早的政治启蒙教育。
赵兴元把刘向路的话听到耳里记在心上，暗暗使劲，以党员为榜样，刻苦训练，努力识字，勇敢作战，先是成为青年队员、青年团员，半年后又成为党的外围组织青年队小队长，此时他并不知道，连队党支部已经把他作为发展对象，有意培养他。
赵兴元迫切要求入党，但党对他的考验似乎才刚刚开始。首先要求他树立远大的理想和坚定的信念，思想上必须先入党。填表前，组织委员考过他多次，除了问一些党的基本知识，还问：“什么人可以入党，你先讲一讲入党介绍人在闲谈时，还举例子叫他回答，说：“一方是父母叫你回家娶媳妇，一方是党派你去完成一项有可能牺牲的任务，你怎么办？能不能做到个人利益服从党的利益？”回答这些问题，他一点也不打怵，因为他打心眼里爱党，一心一意跟党干革命，回答的都是心里话，不用费多大劲就都能正确地回答出来。让他感到为难的是介绍人叫他每次战后要写表扬稿、出板报，刚学会写几个字就要写文章，这不是赶鸭子上架吗？赵兴元不敢动笔。介绍人说，不行，这是组织给你的任务，非得完成不可，这也是党对你的考验。这么一说，他就不再耽搁，硬着头皮写了一篇稿，改了又改，还是觉得拿不出手。他用粉笔一笔一画地把稿子抄在墙壁上，周围还画上框子围起来，大家看了，都说写得不错呀。千万别小看这件事，因为从这时起，赵兴元学会了宣传鼓动，学会了做思想政治工作，知道了宣传教育工作的重要性。在以后漫长的战争岁月里，他既能当指挥战斗的军事首长，又能当做部队思想工作的政委，成为一个文武双全的将军。
在要求入党的那些日子里，赵兴元几乎每天都要向党组织汇报思想，都是在行军打仗后和睡觉前汇报自己做了哪些工作，有什么想法，也汇报别人的情况。即使是月兑衣服躺下了，听到有人叫“赵兴元，汇报了”，他就急忙爬起来，穿上衣服到外面汇报。每次汇报后，他都觉得自己又进了一步，浑身有使不完的劲儿。正是这一次次的汇报，一次次的学习，一次次的考验，使他更透彻地明白了革命道理，奠定了他革命到底，为人民解放事业奋斗终生的思想基础。
战争年代入党，真正的考验还是在战火纷飞的战场上。有一次和鬼子遭遇，赵兴元全班被鬼子的机枪火力压迫在一个土堆后面。前面一个战友中弹倒下了，班长说：“小赵，你下去，把他的枪和手榴弹拿过来倒地的战友离他七八米远，这边人一露头，敌人的机枪子弹就扫过来，打得人睁不开眼。赵兴元一点也没犹豫，仗着自己个头小目标不大，爬到坡下战友身旁。战友停止了呼吸，还睁着眼睛，赵兴元想把战友搬回来，可力气小搬不动，就含泪合上他的眼睛，用杂草盖好他的身体。一个多小时后，赵兴元满头大汗地带着烈士的枪和手榴弹爬回来，大声对班长说：“班长，我完成任务了！”当天班长就向他的入党介绍人讲了他在战场上的表现，原来这是介绍人给班长下的任务，叫班长在战场上考验考验他，得出的结论是：“赵兴元服从命令听指挥，战场上打仗不怕死
赵兴元参加的第一次正规战斗发生在泰山区莱芜口镇到莱芜城之间的公路上，因为是打伏击战，突然向敌人发起攻击，所以埋伏地点事先保密。头一天，班长带领大家擦拭武器，整理服装，有经验的老兵告诉他，要打仗了。果然，部队晚上出发，一夜急行军，天亮前赶到伏击点，埋伏在莱新公路南100多米远的高粱地里。6月，地里的高粱刚刚没过膝盖，战士们头上身上用草伪装好，身体紧贴地面趴着，大小便也不能站起来。赵兴元刚领到一支章丘造马拐子枪，趴在高粱地里很紧张，也很兴奋，终于能在正规部队里打鬼子了，自己坚决不当侍候人的兵，要当战斗兵，不就是盼着有这么一天吗？所以他不怎么害怕，只担心鬼子能不能出来。
鬼子会出来的。在部队进入埋伏地点的前几天，我方侦察员就连续剪断公路上的电话线，观察敌人动向。每次电话线一断，城里就派出一个连的伪军和一个小队的鬼子，顺着公路巡逻，接好电话线再回去，鬼子的装备是一挺歪把子机枪，两个掷弹筒，再就是三八大盖枪。不出所料，这一次，在侦察员剪断电话线之后，上午10点左右，鬼子出城了。走在前面的，是被老百姓叫做“汉奸队”的伪军，500米后跟着30多个鬼子，伪军前面有一个尖刀班，分左中右三个组搜索前进。公路南面的这个组一直走到距离赵兴元埋伏地点两三米处，再走几步就要踩到他的头上了。埋伏的任务是放过伪军打鬼子，即使被伪军发现也得隐而不发。但伪军害怕呀，虽然不敢吭声，却突然间脚步慌乱，快步走过，这就引起了鬼子的警觉，鬼子一边后撤，一边做战斗准备。
就在这一瞬间响起了一声哨音，子弹、手榴弹向敌群中飞去，连长高喊：“同志们冲啊，缴枪抓俘虏的时候到啦！”一边喊一边带领战士从高粱地里跃起，往公路上冲去。连长喊，赵兴元也喊，紧跟班长向前冲，敌人机枪扫过来，身旁的班长倒下了，子弹嗖嗖地从他身边擦过，他全然不顾，向前猛跑，超过了前头的战友。他盯住一个鬼子不放，那个鬼子躲在一棵松树后面向他瞄准射击，两人只相距20多米。赵兴元想也没想，抬手就是一枪，这是他参加八路军以来打出的第一枪，第一枪就打中了一个鬼子。不过这个鬼子中了枪只是趔趄了一下，没有摔倒，而是掉头就跑。原来，赵兴元打中了鬼子不假，却只打断了鬼子腰间的牛皮带。在敌占区打伏击，要求快打，快打扫战场，快转移，不允许在战场上长时间停留。赵兴元不管这些，一心想把鬼子的三八大盖枪缴获过来，一口气追出一里多地，被老兵大声喊住了。他悻悻地跑到那棵松树下，拿回打断了的那根牛皮带，牛皮带上还挂着个空刀鞘，刀鞘里的刺刀已被鬼子上到枪上，枪被鬼子带跑了，赵兴元觉得很可惜。
赵兴元的表现被营教导员、党总支书记王瑞看在眼里，他对连指导员说：“你们连那个小兵挺勇敢，冲在前面，还喊口号鼓动别人，还有缴获呢战后总结，指导员站在大家面前大声说：“我们连出了个小英雄，他叫赵兴元，别看才14岁，打仗很勇敢，俺都撵不上他，大家要向他学习！”又举起那根牛皮带和刀鞘说：“这就是他缴获鬼子的。赵兴元，站起来，叫大家看看赵兴元头一次当着全连战士的面受到指导员表扬，指导员还说他是个小英雄，赵兴元感到很难为情，脸上红红的，直往后缩，扭扭捏捏地不肯站起来，还是班里的战士哄笑着把他拥了起来，他心里那个高兴劲和自豪劲就别提了。
当兵10个月，在又一次战斗间隙，赵兴元填了入党的表。填表那天上午，介绍人邢维邦急慌慌地找到他，两人来到村外小树林。听赵兴元把党的基本知识和党员誓词一字不差地背过一遍，邢维邦才松了一口气。原来，组织委员对九班副班长进行理论考核，那位原定和赵兴元同期入党的培养对象忘了一句“为**奋斗终生”，结果没通过。赵兴元胸有成竹，不会出这样的错。
1940年6月，赵兴元终于在莱芜侯家台子宣誓入党，成为一名中国**党员，这一年是他参加八路军的第二年，15岁。半个月后，他由十二班转到三班任副班长，兼做排政治战士、连青年队副队长。政治战士是指导员在排里做政治工作的助手，连青年队是党的外围组织，党支部的各项工作任务是先通过党员，再通过青年队去落实的。赵兴元还兼敌工小组的组长，专门做瓦解敌伪人员的工作。组织上认定赵兴元是个好苗子，重点培养他，不断往他身上加担子，让他身兼数职，成为全排、全连的大忙人。
赵兴元任副班长三天后，部队冒雨行军，走过黄庄村边的鬼子据点，刚在杨家横村中住下，鬼子就尾随而来，突然袭击三营。赵兴元所在的一营一连三班和另外两个班奉命掩护三营撤退，赵兴元守在一个坟头后面，阻击敌人。任务完成后，班长喊：“副班长，赶快转移！”赵兴元立即向左边山梁跑去。鬼子的迫击炮打得很准，一发炮弹打过来，班长和一个战士牺牲了。班长不在了，班里的战士问赵兴元怎么办，赵兴元沉着冷静，机警地带领全班摆月兑了敌人的追击。几天后，他当了班长。
赵兴元当班长的这个班是新成立的，叫青年班，一个连只有一个青年班，是全连的尖子班。他15岁当班长，一个姓丁的战士40多岁，是个老兵，当副班长。起初副班长不太服气，时间一长，他看赵兴元打仗勇敢，指挥灵活，学习训练处处带头，对战士好，工作点子多，把全班管理得井井有条，就口服心服了。
赵兴元当班长眼勤、耳勤、嘴勤、脑勤、手脚勤，在班里就像是一个小家长。他这个班没有辜负上级的期望，很快成为全团有名的“模范青年班”，他本人也成为山东军区命名的“模范朱德青年队长”、团“模范党员”，经常得到一些牙粉、肥皂、毛巾等奖品。因为表现突出，赵兴元还被奖励给一枝上海产的自来水笔。这个班的10多名战士后来全都成为部队中的骨干，处处争先，作战勇敢，但伤亡也大，转战东北后，到1948年秋入关，全班只剩下赵兴元一个人了。
1942年7月，赵兴元被任命为副排长。当上副排长的第二天，和他并肩作战的排长牺牲在战场上，他接替牺牲的战友当排长，两年后又当连指导员。战争就是这么残酷，在山东战场，从他当战士开始，到当连指导员，身边牺牲了一个又一个战友，都是和他朝夕相处、情同手足的同志啊。战友倒下了，他擦干眼泪，毫不畏惧地顶替上去，去为战友报仇，去完成战友未完成的事业。
赵兴元当排长、当连指导员时，虽然年龄还不到20岁，却已经是既能冲锋陷阵、指挥打仗，又能做思想政治工作、管理好部队的老兵了，他有一股事事不服输、处处争先进的劲头，为干好一件事能三天三夜不睡觉。他的排代表全团与兄弟部队比赛，爆破、刺杀、投弹、射击，四项比赛拿了三项第一。他担任指导员时，团里、师里多次召开政工会介绍他，推广他在战场上一边组织打仗，一边做思想政治工作的经验，推广他平时团结和改造后进战士的经验，以及在艰苦条件下发挥政工威力的做法，号召全团、全师的政工干部向他学习，向他看齐。
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