国立戏剧学校校本部由南京鼓楼薛家巷8号迁至长沙稻谷仓3号后，各方面条件都有了很大变化。首先，日本对华的侵略战争正在不断扩大，战争愈来愈残酷险恶，在国家、民族生死存亡攸关的时刻，抵抗侵略，救亡图存已是国家、民族的第一要务；办学和学校的教学如何服从服务于全民族的抗日战争，国立戏剧学校和当时中国所有的学校一样，面临一个如何创建一种战时教育体制的急迫问题，学校既要服从服务于全民族的抗日战争，为全民族的抗日战争做出直接现实的贡献，培养出战时急需的各种抗战志士；又要为保存、传承中华民族的优秀文化和掌握现代科学技术造就一个教书育人的环境，为战后国家、民族的复兴储备好、培养出种种人才。这些对于刚起步不久的国立戏剧学校来说是一个不能不立即探索解决的全新的问题。
其次，稻谷仓3号虽然是一清雅的大院，院内有两栋西式两层楼房（一栋为剧校用，一栋为王氏长媳等人住所），院中间还有一方幽致的大池塘，院北有几株丹桂和银桂，如果作为居家、办公倒确实是一很好的地方，但作为戏剧学校教学，排演，师生食宿的办学地点，面积确实太小，各方面条件就不如以前了。再次，学校在南京时的不少专职教师和学生因种种原因没能到长沙，一部分愿到长沙的教师、学生又因战事交通阻碍、经济拮据和暑假、巡回演出还没能到达长沙；在长沙要聘请到像南京时那样具有专业特长、学术水平的专兼职教师和立即招收到足额的学生都是不可能的了。国立戏剧学校怎么办下去，怎样办好战时学校戏剧教育，国立戏剧学校的师生们在社会各界有识之士的支持、帮助、鼓励下，进行了有益的探索，竭力做出了力所能及的努力和贡献，该期的探索为以后战时戏剧教育体制的创建奠定了基础。
校舍、师资、设备、学生是办学不可缺的最基本条件。在稻谷仓3号十分有限的面积内办学，无法克服上课、排演、食宿环境、时间安排之间的冲突与矛盾，为此余上沅等首先想方设法增加校舍，在与稻谷仓3号相邻的右边租到一所民宅作为新办的"研究实验部"同学宿舍之用，又在城东北门荷花池惜字公庄另觅得一房子作宿舍，把第二、三届同学迁了过去，这样一校三点，上课、排演、食宿之间的冲突与矛盾基本得到缓校舍基本缓解后，又为教师缺失问题而奔忙。因原南京阶段的专任教师大多数都没能到长沙，开课十分困难。到长沙的仅有向培良、万家宝（曹禺）、谷剑尘、王思曾为数不多的几位教师，而向培良因担任新设立的研究实验部主任，并负责巡回公演剧团的工作，巡回公演在外，无法再上课。
一年级（三届）的表演课和表演基训不得不由校长余上沅和谷剑尘担任，王思曾先生讲戏剧理论；二年级（二届）的专业课只能由十分繁忙的万家宝（曹禺）先生担任；当时比学生还年轻的校长秘书吴祖光，被任命为"国语发音"和"国文"教员，后来又加上了"文艺概论"和"中国戏剧史"等课程；一年级、二年级和新设立的研究实验部的不少课程都无法开设。幸好当时"中华平民促进会抗战剧团"和一些大学疏散转移到长沙，他们当中有不少文学艺术方面的专家、教授。余上沅凭借自己的声望和种种关系，经多方努力终于聘请到了胡葵荪、胡投、朱之悼等先生来校任教师，曾昭伦、潘光旦、瞿菊农、齐同等名教授来作"专题讲座"，还专门请到了他的老朋友--"中华平民促进会抗战剧团"的熊佛西先生到校讲专业课，并与他们剧团相互交流、观摩、切磋抗战戏剧的排演。
国立戏剧学校从南京迁到长沙开学后，另一难题就是原在南京就读的二届学生和在南京招收的三届学生有不少因战争的爆发没能继续来长沙人学，二届学员到长沙的仅19人，其中孙坚白与郭蓝田从沦陷的天津逃出，绕道好几省，跋涉数千里，到12月份才艰辛抵达学校报到。三届招收的36人，到长沙的也只20余人，为了充实班级，学校不得不在长沙再次招生，报考的人数虽多，因报考者的年龄学识差距大，学校录取学生标准较高，第一次补招时，经初复两试合格被录取者，仅凌丽珠、唐斯依、傅琦萍、李乃忱、殷振家、方傅仁等6人，以后再次补招，在长沙期间三届学生34人。国立戏剧学校8月27日到达长沙，经过不到两个月的紧张筹备，于10月18日在稻谷仓3号举行开学典礼，10月21日正式行课。国立戏剧学校开学行课后，非常时期巡回公演事宜即由校属之研究实验部负责组织实施。
在长沙阶段，国立戏剧学校根据全面抗战的需要和当时时势、学校迁徙变化的具体情况，对原来在南京确定的学制和制定的教学计划做了较大的调整和修订，在办学理念上也有了更新。
第一，余上沅始终认为教育部为国立戏剧学校确定的二年学制太短，认为还应该继续为学生开辟深造之路，为国家培养更具专业水平的戏剧人才，为学校积蓄师资，力主在校内设立研究部，这种战略眼光使他不断筹划运作，终于得到教育部同意。1937年10月18日，国立戏剧学校研究实验部成立，并将研究实验部定位解释为：本校毕业生及校外有志戏剧者之研究实验机关，在该部教师指导下从事戏剧更深之学术研究与具体实验。国立戏剧学校研究实验部的设立，开了中国学校戏剧教育中设立专门学术研究机构和招收戏剧研究学员的先河，也是戏剧教育中的创新。学生的学习、研究任务，是由导师具体确定，并在导师指导下从事具体问题之研究。在长沙阶段研究实验部招收了一届毕业的陈永倞、蔡松龄、林婧、余师龙、夏易初、汪德、沈蔚德、贾淑慧等八人，学校聘任了在文学戏剧方面卓有建树的向培良先生为研究实验部主任（后由贺孟斧担任）。
第二，鉴于原定的二年修业时间过短和战时特殊环境，难以学完戏剧专业所需学的全部课程的具体情况，为保证课程标准，遵理论与实习并重、循序渐进之教学方式方法，以期学生水到渠成，毕业后皆学有专长，堪能为国服务，自1937学年度（第三届新生）始，将正科学生修业期限由原来的二年改为三年。具体课程安排则从学生具体情况出发，一年级新生多为初中毕业生，一般知识尚未充实，故在授以专业基本课程，如表演术、化装术、装置、演出等诸方面课程的同时，复设国文、英语、乐歌、舞蹈等课程；第二年继续第一年作进一步之训练；第三学年在侧重实习的同时，对于戏剧各重要部分分门别类作精密之探讨，务使每一学生除对戏剧艺术得到全面了解外，并专攻一技以资深造，并强调在最后一年，学生应随时准备公演。根据战时戏剧教育的特殊性，在教学计划中特别增加了战时戏剧学术讲演四学时，积极传播、推广具有时代特征的抗战戏剧。
第三，国立戏剧学校校长余上沅和教师们鉴于学生中有相当一部分是来自敌占区和战区，这部分学生基本或完全失去了家庭经济资助，生活十分贫苦，已严重影响到他们完成学业，为了鼓励来自敌占区和战区的贫困的学生坚持学习，完成学业，帮助解决部分困难，学校特别组建了"战区及清平学生救济会"。对敌占区、战区及清贫学生的经济情况进行详细调查，对确有困难的学生，由学校安排轻便而又不妨碍正常学业的工作，以获得经济收入解决衣食问题。
学校的这一举措，尽管解决的面和实际效果都有限，但必定在一定范围内，一定程度上解决了清贫学生的困难，有利于他们完成学业。1937年11月22日《大公报》"长沙教育近况"续条中曾指出："剧校负责人对于此辈战区学生，特别顾应到，组织一个'战区及清平学生救济会'......于是这些战区学生衣食问题，才得以勉强解决。"这一类似于勤工俭学的举措，不能不说是战时学校教育的一种有效的辅助措施，这一措施，在以后以不同的形式和名义延续了下去。到1938年3月，国民政府颁布《公立专科以上学校战区学生贷金暂行办法》后，学校设立了"战区学生贷金委员会"，对沦陷区和战区学生实行贷金助学，并成为一种学校制度，在一定程度上减少了贫困学生学习、生活上的困难。
在长沙时，还有件使剧校师生们至今记忆犹新的事情-徐特立到剧校演讲。1937年12月11日，长沙抗敌后援会在长沙银宫电影院，为当时驻湘第十八集团军高级参议徐特立举办抗战演讲会，国立戏剧学校部分师生闻讯后去参加了这次演讲会，听众三四千人，把银宫电影院里里外外挤得水泄不通。
曹禺后来回忆说：我也跑去听了。他讲的是"抗战必胜，日本必败"的道理。听过之后，我感动极了。第二天，天不亮我就跑到这位老人住的地方去了。他已经不在了，房间里只有他的小勤务兵。他们同住在一间小房。勤务兵告诉我，他和老头睡在一张床上，老头子还教他读书。现在看来，实在不稀奇，但在当时，给我的刺激之大，是我一辈子也忘不了的。......当时，我觉得这个老头子，我非写不可。后来我才知道这个老头子原来就是国民党所深恶痛绝的"异党分子"--一个有名的共产党员。这位老先生给了我极大的启示、鼓舞，我才写了《蜕变》中的一个人物-梁公仰。曹禺听过徐特立的演讲之后，曾向校长余上沅建议，邀请徐特立来剧校作报告，余上沅答应"好啊！好啊"！二届学生石莲馨（中共党员）、骆文宏和王大化等也十分希望徐特立到剧校演讲，并以学生抗敌后援会名义去邀请徐特立。据当时任余上沅秘书的吴祖光讲：
"......上沅先生在长沙的那段时间里，曾经特意地去邀请着名的共产党员徐特立同志来到稻谷仓的临时校址作时事报告，就成了一次震撼人心的事情，表现出他的政治态度。"当时国民党中宣部直管的学校的校长余上沅能请像徐特立这样大名鼎鼎的共产党人到校讲演，是需要胆略和气魄的。徐特立应国立戏剧学校邀请，到稻谷仓剧校临时校址，就当时抗战形势和中共"抗日救国十大纲领"向师生们进行了演讲。徐特立生动的演讲，给剧校师生们留下了极其深刻的印象，既大大鼓舞了剧校师生的抗战救国热情，激发了剧校师生创作抗战戏剧的灵感，又在剧校播下了红色的种子，给予了剧校师生们极大的鼓励、鞭策和无限地遐想。
1937年10月29日，中国军队在淞沪战场中处于不利的形势下，蒋介石在国防最高会议上发表《国府迁渝与抗战前途》的讲话，确定以四川为抗日战争的大后方，以重庆为国民政府的驻地。11月6日，最高国防会议批准了迁都决定。当晚，国民政府主席林森乘舰西上。11月20日，国民政府发表迁都宣言，为适应战况，统筹全局，长期抗战起见，政府移驻重庆，此后将以最大之规模，从事持久之战斗。12月1日，国民政府在改建后的原重庆高级工业中学里正式办公；12月7日，国民党中央党部也正式在重庆办公。12月13日，日军占领南京，在南京进行了震惊世界的血腥大屠杀。南京失陷后，河南吃紧，武汉告急，华中动荡，日军魔爪日渐向内地扑来。
日军对长沙的空袭也越来越频繁，长沙的防空警报常常惊扰橘子洲头、湘江两岸。长沙也不能安静的置放课桌了，在长沙的各高等院校，为了减少损失、牺牲，不得不再次分头向大后方的云南、四川等地迁徙。国立戏剧学校又一次奉教育部命令，撤离长沙迁往重庆开学。正在长沙努力开拓局面的国立戏剧学校不得不再次迁徙。