从1950年到1954年，盛彤笙有幸在西北局书记、代主席习仲勋手下工作，度过了他人生中心情最为舒畅、事业成效最大的一段时光。
1950年1月19日，西北军政委员会宣告正式成立，中央人民政府任命彭德怀为西北军政委员会主席，习仲勋、张治中为副主席。在西北军政委员会第一次会议上，经协商，提出了军政委员会各部、委、局的组织机构和人事配备，盛彤笙被提名担任畜牧部副部长并于4月履新。在一次军政委员会全体会议上，与习仲勋的第一次见面，盛彤笙简直不敢相信，眼前的这个高大魁伟的陕北汉子，一个大区的主要领导，竟然如此年轻，比自己还要小两岁。那热情的握手、微笑的目光、亲切的问候，都给盛彤笙留下了深刻的印象，觉得在这个人手底下工作，给人以一种特别踏实、特别温暖的感觉。回家后向夫人谈及，仍抑制不住内心的兴奋。
在以后的接触和了解中，盛彤笙更感到习仲勋是个传奇式的人物。习仲勋，陕西富平县人，生于1913年，从12岁起就参加了进步学生运动，以后又是搞农运、兵运，1932年组织发动了“两当兵变”，创建了工农红军陕甘游击队第五支队；1933年，他和刘志丹、谢子长等人共同创建了以南梁为中心的陕甘边革命根据地，并任中共陕甘边特委军委书记。在全国苏区遭遇重创的情况下，这块根据地的军民粉碎了国民党军的多次重兵围剿，红旗不倒，硕果仅存，为党中央和中央红军提供了宝贵的落脚点和抗日战争的出发点。1934年习仲勋担任陕甘边区苏维埃政府主席时，年仅21岁，以至于1935年毛泽东率领中央红军到达陕北，第一眼见他时十分惊讶：“这么年轻，娃娃嘛！”1945年抗日战争胜利后，在遴选西北局书记一职时，毛泽东说：“我们要选择一个年轻的担任西北局书记，他就是习仲勋同志。他是群众领袖，是一个从群众中走出来的群众领袖。”此后，他又任西北野战军副政委，和彭德怀、贺龙、张宗逊一起，在保卫延安、解放大西北的战场上，横扫千军如卷席，使对手闻风丧胆，从而奠定了大西北的胜局。如今又担任西北军政委员会副主席，在彭德怀率兵入朝参战后，任代主席，主持西北局的全面工作。传奇的经历，豪爽的性格，果敢的作风，使盛彤笙在心底里对习仲勋充满了敬佩之情。
一个当年的“娃娃主席”，一个当年的“娃娃教授”，就这样际会于西安，开始担当起“气愤风云，志安社稷”的重任。
随着大西北经济建设的全面展开，他们二人的接触越来越多。习仲勋也十分赏识盛彤笙中外兼通的才学和对畜牧业的透彻了解，很多时候他直接将盛彤笙找来，听取对全区畜牧业工作的意见。在一次交谈中，习仲勋恳切地说：“民族工作和畜牧事业是西北最重要的两大实际问题，能否解决好，关系边疆稳定和新政权巩固的大局，西北军政委员会在农业部之外设立畜牧部，这在全国还是第一家，就是要专门来把这件大事抓好。现在群众生活十分困难，我在河西走了15个县，困难程度超出一般人的想象，炕上能铺一条破毡的就算好一点的人家，很多女孩子因没有裤子穿只能整天窝在家里，我们要加紧建设，加快发展，帮助群众挖掉穷根。西北牧区面积很大，要做的事情很多，要发挥你的作用才行。我们大多数人都是从山沟沟里打出来的，你是个留过洋的大学问家，也是军政委员会里为数不多的专业人才，希望以你的一技之长，多为我们出谋划策，有什么困难，比如要人、要钱，都可以直接来找我。当务之急是先搞出一个畜牧业发展的三年计划来。”
习仲勋的一番话使盛彤笙如沐春风，又深感肩上担子太重，他说：
“我是一介书生，教了十几年的书，现在要我从政，又要兼管学校的事情，实在有点勉为其难，恐怕两方面都做不好，既然习主席这样信任，我就先试干一段时间，等有了更适合的人选后，我就辞掉畜牧部的工作，还是回到兽医学院去教书，搞点研究，这可能更符合我的性格和特长。兽医学院现在也面临很多难题，如校址狭小，没有实习场地，缺少房舍和经费，这些都影响和制约了学校的发展，特请习主席有机会到学校视察，多给我们指示和支持。”
习仲勋当即要求他今后要将主要精力放在畜牧部的工作上，多考虑西北畜牧业发展的大事，并答应一定抽时间到学校去看看。同时，他还叮嘱畜牧部的霍子乐、张中两位部长说：“盛部长是位‘大学问家’，你们在业务上要多听他的意见，支持他的工作。”此后，“大学问家”的名字在西北军政委员会不胫而走。
1951年8月28日，对西北兽医学院来说是一个特别值得纪念的日子。习仲勋在参加甘肃省土地改革工作会议后，在西北军政委员会财经委员会副主任贾拓夫、文教委员会副主任张稼夫陪同下，来到西北兽医学院视察。当时，西北局面临着剿匪反霸、土地改革、镇反和“三反”、“五反”及抗美援朝等许多重要工作，习仲勋却来到学校，这无疑对盛彤笙是一个莫大的支持和鼓舞。他陪同习主席一行先在伏羲堂逐个察看了教研室、实验室，同时参观了教师们布置的畜牧兽医新技术展览，最后又来到家畜病院，观看了病畜的诊治过程。盛彤笙汇报了学校在培养人才和参与“围剿”瘟疫等方面所做的工作。在会见师生时，习仲勋一面了解大家的学习和生活情况，一面称赞说：“西北兽医学院是我们大西北的瑰宝，也是恢复我们西北畜牧业的希望。畜牧业在西北占有特别重要的地位，但面临着许多困难，我们需要作很大的努力，而畜牧兽医技术人才的缺乏是最大的困难，影响了整个畜牧业的发展，政府对你们兽医学院寄以很大的期望，你们要培养更多的畜牧兽医人才，加快西北经济建设的步子。今后毕业的学生要到环境艰苦的农村和牧区工作，去和自然作无情的斗争，不但要有科学文化知识，还要有吃苦耐劳，不怕困难，全心全意为人民服务的精神，担当祖国和人民所给予我们这项无比光荣的使命。”同时，还指示随行的贾拓夫副主任在经费上给予大力支持。习仲勋的这次视察，深深地鼓舞了兽医学院的广大师生，大家办好学校的信心更足，劲头更大。教师们对四年多来的办学进行了一次全面的反思，决心在改革教学、扩充院址、建立牧场、增筑宿舍、增设专科、加强科研等方面做好工作，努力培养更多的人才，为大西北的畜牧业发展而奋斗。
在习仲勋的关怀及畜牧部领导的放手使用下，从1950年底到1954年大区撤销，在西北军政委员会畜牧部的短短3年多时间里，盛彤笙跑遍了西北整个牧区，摸清了全区畜牧业生产现状和存在问题，制定了畜牧业发展三年规划，提出了畜牧业发展的新理念，在西北各省自上而下地建立起完整的畜牧兽医工作机构，指挥了大规模的围剿牲畜瘟疫的战役，培养了一大批应急牧区的专业人才，大力改良牲畜品种，推进了畜牧业的科学管理，这些，都充分体现了盛彤笙在发展畜牧业上的战略全局思想。在全区各级党组织和政府以及广大农牧民的艰苦努力下，西北畜牧业发展面貌为之一新。
古人言：道德由文章炫出，事功从学术做来。正因为有习仲勋这样宽厚开明的上级，才使盛彤笙的大学问和大智慧得以施展，在西北的大舞台上，成就了一番广施仁术、惠泽苍生的煌煌大业。
盛彤笙在实际工作中显现出来的组织领导才能和周密干练的工作作风，又使习仲勋对他更为信任和器重。1954年，鉴于大西北经济建设中科研工作是个薄弱环节，在中国科学院建议下，西北行政委员会酝酿成立中国科学院西北分院，时任中共中央宣传部部长兼政务院文教委副主任的习仲勋批示“在西北设立科学院分院，是配合国家经济建设的一项重要措施，是很需要的”，并亲自点将盛彤笙负责筹建工作。1954年7月，西北大区撤销，中国科学院西北分院筹备委员会在西安成立，陕西省委第一书记张德生兼任筹备委员会主任委员，西北农学院院长辛树帜兼任第一副主任委员，盛彤笙调任第二副主任委员。习仲勋对张德生说：“筹委会由你挂帅，具体工作放手由我们的大学问家来做。”1956年5月，筹委会从西安迁至兰州，筹委会主任委员改由甘肃省委第一书记张仲良兼任，盛彤笙就任第一副主任委员。
1957年“反右”中，盛彤笙因言获罪，被打成右派分子，在北京的中科院和兰州的中科院西北分院、西北畜牧兽医学院等处接受批判。落难之际，有人推波助澜，有人落井下石，更多的人为之惋惜，却都爱莫能助。但世界上总有主持正义的人在，总有说公道话的人在。据盛彤笙的家人回忆，聂荣臻元帅得知盛彤笙的有关情况后，也深表惋惜。他的老上级，已调任中共中央宣传部部长、国务院秘书长的习仲勋凭着对盛彤笙的了解，凭着他的仁厚宅心，专门给甘肃省委书记张仲良打电话说：“对盛彤笙这样一个大学问家，一个不可多得的人才，是不是可在言论上从严批判，组织处理从宽，就不要戴右派帽子了！你给他戴上帽子，叫人家以后咋样工作嘛？全国有几个这样的人嘛？”张仲良回答说：“盛彤笙不戴右派帽子，就没有可戴帽子的人，哪怕我不当书记，也要给他戴上！”平心而论，张仲良与盛彤笙之间一开始关系还是不错的，张也很看重盛彤笙的才学和人品，曾多次到他的寓所登门拜望，促膝长谈。但后来在工作上多次意见相左，自然心中芥蒂丛生。据张仲良后来说，按他当时的想法，是要整一下盛彤笙“这个书呆子”桀骜不驯的脾气，并不是要置他于死地，准备两三年再将帽子摘掉。但政治生活岂是儿戏，一旦既成事实，就不是他所能左右得了的，帽子戴上去容易，想摘下来就难了。最终盛彤笙还是戴上了“右派”帽子，跌入了人生的谷底。但盛彤笙对习仲勋仗义执言出面保护之事一直感恩在心，每每向家人提及，都告诫后人不要忘记习主席当年的患难真情。
其后的1962年，习仲勋也遭遇劫难，关押、受审达16年之久。但是，甘肃的人民没有忘记西北局的这位老主席，“文革”后期，一些老部下去探望他，其中有一位兰州中兽医研究所的科研人员，当习仲勋得知她毕业于西北畜牧兽医学院时，非常兴奋地说：“这个学校我太清楚了，我去过这个学校，是大学问家盛彤笙办的，在西北解决了不少问题。”时隔近30多年的时光，“大学问家盛彤笙”、“西北畜牧兽医学院”还留在他的记忆中，人们不仅赞叹他的惊人记忆，更感叹他对盛彤笙印象之深。
粉碎“四人帮”，推翻了一切不实之词后，习仲勋又重新出来为党工作。1978年调任广东省委第一书记、广东省省长，后任中共十二届中央政治局委员、书记处书记，第五、第七届全国人大常委会副委员长等职，为我国的改革开放事业作出了杰出贡献。2002年习仲勋谢世，享年89岁。他在盛彤笙身上体现出来的那种胸怀坦荡、公道正派，尊重知识、珍惜人才、实事求是、宽厚待人的大政治家气度，永远令人敬仰。