1939年4月，359旅旅长王震派旅副政委王恩茂专程到延安，向..汇报该旅在晋西北和雁北的抗战情况。不久，359旅奉命西渡黄河，执行保卫陕甘宁的任务。1941年3月12日，王震、王恩茂带领359旅进驻南泥湾开展大生产。时王震兼任延安军分区、卫戍区司令员，南泥湾的日常工作多由王恩茂和副旅长苏进主持。
南泥湾几十里荒无人烟，部队进驻时，下雪天冷，寒风刺骨，夜间露宿，虎啸狼嚎。为了御寒和防止野兽袭扰，王恩茂与战士们一起点起堆堆篝火。他带领部队搭窝棚、挖窑洞，在荒坡安营扎寨。为此他赋诗一首：窑洞草房好军营，茅草床铺软腾腾；三尺厚雪缠罗被，，茂密梢林好屯军。
王恩茂与战士们在山上同吃同住同开荒，每天天不亮就起床，背着镢头和战士们一起上山，担负和战士一样的生产任务，手上磨出了一层厚厚的老茧。他在日记中写道：“上山去挖地，风不停地刮，挖松的泥土不时吹到我的脸上，前面放火烧草，火舌顺风吹到我的脸上，烧山啪啪的声音和挖地咚咚的声音交响在一起……开荒一天，我挖了七分地，还帮助种包谷，并点播了19窝西瓜。”
从1941年春到1944年夏，王恩茂等带领359旅指战员，在南泥湾挖了1000多孔窖洞，修建了600多间房屋，在32万亩荒地上产出了9000多万斤粮食。仅1943 年就养猪4200多口，牛820多头，羊7800多只。同时兴办了油厂、酒厂、纸厂、纺织厂、鞋厂、肥皂厂等企业。朱德视察南泥湾后，即兴赋诗称赞：去年初到此，遍地皆荒草。夜无宿营地，破窑亦难找。今辟新市场，洞房满山腰。平川种嘉禾，水田栽新稻。屯田仅告成，战士粗温饱。农场牛羊肥，马兰造纸俏。
在屯垦过程中，王恩茂坚持农忙生产、农闲练兵、劳武结合的原则，每年利用农闲的冬季，组织开展4个月的大练兵活动，苦练刺杀、投弹、射击，涌现出一批“朱德神枪手”和“贺龙投弹手”。1943年冬训后，全旅投弹由平均25米提高到40米以上，不少人达到60米。实弹射击命中率由52 .9 %提高到86.3 %，涌现出11个百发百中的连队。部队平时劳动，把枪架在地头上，一有情况就拿起武器迅速投入战斗，数次击退..顽固派对边区的袭扰。..称赞道：你们是一支英雄的部队，你们到东边，东边就安全；你们到南边，南边就安全；你们到北边，北边就安全。敌人来了你们拿枪去战斗，敌人不来，你们就自己动手，发展生产，建设南泥湾。
