吴觉农没有能够在重庆复旦大学茶学系完全投入地来做他的教育和学问工作，这似乎已经成了他的生活事业的一种模式：一件事情成功地开拓了，然后，另一件新蕴酿成熟的事情就在他事业的征途中发生，因此他像是一个拓荒者，一片土地被开垦出来之后，他就被移到另外的处女地上去了。
日军偷袭珍珠港事件之后，太平洋战争爆发，日本军队迅速占领了香港等地，抗战大后方的出海口已被封锁，茶叶出口业务也被迫停顿。吴觉农的政治处境十分险恶，他考虑到在重庆已不宜久呆下去，种种因素综舍在一起，吴觉农终于决定离开重庆，去开辟另一个茶叶天地，这样，吴觉农便开始了他生命中又一项关于茶业的革命性的开拓。他的下一个目标，是茶树更新运动。这样他便开始了他一生中又一项关于茶业的创造性的开拓--吴觉农与他的同事们一起创建了中国茶叶史上第一个茶叶研究所。
吴觉农认为，抗日战争胜利之后，必定会成立联合政府。届时百废待兴，将会出现欣欣向荣的局面，茶叶自然也不会例外。所以我们茶人要把眼光看得远一些，要在这时候就开始作准备。
而此时的准备，当务之急就是茶树的更新。
太平洋战争爆发之后，中国出口海岸全部封闭，茶叶销路衰落，茶树老死，茶园荒芜，举目望去，可谓触目惊心。吴觉农由此想到战后复兴茶叶，肯定得从茶叶种植开始，要用新的茶树品种来取代老茶树种，并建立新的茶场和新的茶园。因为茶树是要不断更新的。而在抗日战争期间，多数茶区的茶树不但谈不上更新，而且很多地方已遭到了严重的破坏。如果在东南各省战火未波及的地区先把这件工作做在前面，抗战胜利后需在大量生产茶叶的时候就会准备不足，发生困难。
而要进行这项工作，最好的办法是成立一个茶叶研究所，为战后的茶树更新工作进行科研准备。吴觉农把这个想法和邹秉文一说，立刻就得到了他的支持。因为那时候贸易委员会正在邹秉文的建议下拟筹设外销物资增产委员会，创办茶叶、桐油和蚕丝三个研究所。因此邹秉文答应由贸委会出资，而中茶公司为了敷衍面子，也就同意拨付一些经费。
早在一九四一年春，吴觉农已经带领着一群紧紧跟随着他的茶人，这主要是以中国茶叶公司技术处的技术人员们为核心的，前往中国东南的衢州万川，设立了“东南茶叶改良总场”，由吴觉农担任场长。
临走之前，救国会的七君子之一沈钧儒来看他，几句话寒喧完，沈老就直言要求他帮助做一件大事，吴觉农一听，原来是让他想办法营救当时救国会的重要成员吴大琨。
吴大琨这个年轻人，由于1935年就参加了中国农村经济研究会，和吴觉农就接下了很深的友情。1939年，他受上海人民的委托，到新四军去慰劳，没想到在第三战区被国民党反动派绑架，开始囚禁在江西上饶的茅家岭黑狱。等到1941年的皖南事变发生之后，就被移到了“上饶集中营”。吴觉农从重庆前往衢州的时候，还要路过桂林，在那里共产党的地下党组织又派张铁生跟他联系，请吴觉农到了东南之后设法把吴大琨营救出来。恰好那时候吴大琨的妻子林珊也在桂林国际新闻社工作，张铁生就建议吴觉农把林珊带上，到吴觉农的手下工作，这样便于营救吴大琨。吴觉农当即就说：“没问题，我会尽力而为的。”
1941年初春，吴觉农带领着他的茶人队伍，从重庆行程40多天，覆盖于到达了浙江衢州。就这样，中华茶人艰苦卓绝的步伐，现在走上了一条新的茶路。
东南茶叶改良总场的场址，就在浙江衢州开化县万川的一个小村庄里。傍依着河道水坝，日夜川流不息。这个小村庄四周布满了衢州特产的橘子林，还有花木点缀，茶人们上进到这里，便几乎忘了山外残酷的战争，好象到了桃花源。但战争就在这附近进行着，这里并不是真正的桃花源，抗日战争已经到了最艰苦的时刻，从万川前往闽、皖、赣、浙四省的茶产地，也都需要绕道而行。
吴觉农一到万川，他那即知即行的工作精神，他那关心茶农的人间情怀，立刻就展现了出来。在那里，他主要开展了两项茶事活动：一是茶树更新运动，目的是保护茶园生产基地，免受战争破坏，推动茶区的技术指导和补偿茶农茶款，这项工作得到了显著的成绩。还有一项工作是针对战时国家统购茶叶政策的需要进行的，组织了东南茶区的中茶公司办事处，茶叶管理处、合作事业管理机构，以及国家银行茶贷部门，联合开始东南茶区的制茶合作运动。
茶农在吴觉农的茶叶运动中实实在在地感受到了好处。比如在产地普及毛茶集中处，收购合作社社员的毛茶，先付七成茶款，运往各合作精制茶厂加工，其成品由中茶公司办事处收购，调动出口，成品出售之后，茶农除了再拿那三成毛茶款收入之外，还能拿到少量的加工利润。
万川之春，留在了多少茶人的心里，那都是最美好的回忆。后来成为著名茶学教育家的陈椽，当年在万川，就在开化茶厂搞科研和编写教材，为时达数月之久。而目前在台湾的茶业界大师级人物吴振铎教授，当年在江西省合作事业管理处茶叶部门工作，还专门来万川，交流茶叶经验。
当时的吴觉农，还穿梭在重庆与各地之间，所以万川的工作当他不在时就委托给了他的最值得信任的同事佘小宋先生。直到1941年的9月，吴觉农再一次到了万川，这一次给万川茶人带去了一个好消息，当着即将成熟的满林橘子，吴觉农兴奋地宣布，东南茶叶改良总场已经获准改组为中国茶叶研究所，隶属于财政部的贸易委员会，吴觉农出任所长，和吴觉农当年一起去日本留学的同学方君强担任了付所长，茶叶研究所的所址也已择定好，就设在福建祟安武夷山麓的企山示范茶场。
这个地点的建立和选择，也是煞费苦心的。中国那么大，地点究竟放在哪里好呢。当时的抗战后方云南、贵州、四川只产少量茶叶，而云南的顺海（勐海）和顺宁（风庆）已设有茶厂，贵州的湄潭设有茶叶改良场，已得出了大叶茶可制优质红茶的经验。四川的灌县也已经设有了茶厂。按理说，茶叶研究所设在大后方是有有利条件的。但是，当时出口茶叶都产自东南各省茶区，外销停顿，茶树销退最多。同时，云南的茶厂设在边境，交通十分不便，地方势力各霸一方，中央机构也不易插足。为此，1941年时，吴觉农再一次亲赴东南，寻找合适的研究所所址，并与和有关当局协商茶树更新计划。
其时，正值位于武夷山的福建示范茶厂改组。经商得福建省政府的同意，厂址及所属设备由茶叶研究所接管。这对吴觉农来说，无疑是一个喜出望外的消息。因为武夷山自古以来就是中国著名的茶区，前人范希文曾有诗颂道：年年春自东南来，建溪先暖冰微开，溪边奇茗冠天下，武夷仙人从古栽。这个地区有这么好的条件，那示范茶厂所址，是当时国内著名的茶叶专家张天福等先生创办的。又有宽畅的厂房，还有遍山的茶场，茶叶品种的资源又十分丰富，应该说，这里的茶园、厂房以及岩茶初制所等等，设备都比较起全，只要稍加充实，就可以作为战时的茶研所场地。在那烽火连天的时候，这里的确就是一个十分理想的所址。
那一年年底，珍珠港事件爆发，吴觉农等人一行途经衢州的时候，就看到几十万民工正在挑灯夜战建造飞机场。珍珠港事件之后，美国空军便决定实施他们的轰炸东京计划，这当中包含着要在衢州建一个飞机场，以便美国空军在轰炸之后能够到中国的机场降落。这个轰炸计划实施之后，浙西衢州就成了日军的重点进攻目标。第二年万川的春天到来的时候，正值日军大肆侵犯浙西，金华、衢州等地相继陷落。在危急之中，茶研所的人员和各种设备，已经安全地迁往了福建的祟安。
一九四二年四月间，茶研所的筹建处的全部设施和人员，就从衢州万川迁往祟安。到六月间，一切安排就绪，开展了各项的茶叶科研工作。中国第一个茶叶研究所，就这样，在烽火连天的严酷的战场上诞生了。
有了地方，还要有人，有设备。吴觉农凭着他在农学界的声望，研究所一成立，吴觉农立刻就请了当时国内著名的茶叶专家、农学家，教授到茶研所工作，还招收了不少年轻的科技人员来充实科技队伍。浙江大学的老教授蒋芸生本来在福建永安园艺改良场担任领导工作，生活条件也比较优越，正是在吴觉农的敦请下到了祟安，担任了研究所的副所长。留美的农业专家叶元鼎，远道跋涉而来，当了这里的研究员。王泽农、叶作舟、朱刚夫、钱梁、汤成、庄任、许裕圻、陈观沧等人都在这里担任过重要的研究课题。陈向祯、向耿酉、刘河洲、吕增耕、陈舜年、叶鸣高、俞庸器、尹在继等许多茶业界知名人士，都在这里担负过主要的研究实验工作，真所谓群贤毕至，少长咸集。
这是一个十分安静的地方，除本所职工和少数家属之外，生活也比较单调，但大家都没有什么单调之感。因为吴觉农的领导作风和别人不一样，他规定全所职工每二周就进行一次联欢活动，并邀请在所家属参加，大家有所有笑，倍感轻松。
茶叶研究所成立的第一件工作，本来就是应该是茶树更新运动。这是一个宏大的计划，它的目的之一是向建设现代化的茶园发展，另一个目的是发放救济款项，救济茶农，改善茶农的生活。原定的计划，是由吴觉农负责在东南联合各省组织成立茶树更新的推导所，推进这项工作，而经费则由中茶公司拨付。但不久因为战事扩大，经费中断，这个宏伟的计划不得不只能尽力而为，而不能全部完成。尽管如此，茶树更新有推广工作还是涉及到了浙、闽、皖、赣四省的11个茶区、20多个县的147个乡镇，维持了茶园10余万亩，更新了茶树1000余万丛，培育了茶苗2百万株，并完成了4省以外的茶区的土壤调查工作，出版了研究报告多种。
然而国民党政府并不真正重视这个有远见的宏伟计划，中茶公司的经贤一减再减，这个计划终于中途夭折，吴觉农的最初的设想又遭落空。
虽然如此，研究所的日常工作却颇有见树。1942年至1944年之间，中国茶叶研究所的主要工作，可以罗列如下：栽培方面：有茶树育种、繁殖、生理、修剪、试验；四是栽培、病害以及多项试验研究。
制造方面：有茶叶品种类、红、绿、乌龙茶的制造方法、红茶分级、红茶粉碎、祁红分级拼配、茶叶装储藏、制茶机械设计改进约20多项试验研究。
化验方面：有茶叶生化分析、茶素提练、五夷岩茶土壤、企山土壤调查测定、土壤的化学分析和各种肥料比较试验等等。
推广方面：推广茶树更新与更新茶树的技术指导，繁殖、培育推广优良茶苗、发补助费以及茶区的产销调研等。
出版方面：编写并发行了《万川通讯》、迁往崇安改为《武夷通讯》半月刊。出版学术刊物《茶叶研究》、《茶叶研究丛书》、《科研报告》等，还译著了百万字的《世界茶叶全书》，在上海出版。
吴觉农对茶叶研究所的各项科技活动，都要亲自过问和考察，同时亲自召开学术讨论会，专题研究会，并亲自审阅试验报告全文。1944年3月，他就曾经在《红茶分级》的课题研究报告书上写了这样一段序言，从中可以看出他对科研工作的关注和研究程度：我国红、绿茶，向不注意分级标准，品质参差，名目纷歧。以观印度锡兰所出茶叶其品质等级夙有厘订者逊色实多，外销衰落，此为主要原因之一。中国茶叶公司有鉴及此，于1943年春，与本所合作进行红、绿茶分级试验，藉为厘订外销茶品级之依据。本所于初办之始，曾已在遂淳区进行绿茶分级试验，1942年春，又派员赴皖、祁门茶叶改良场举行红茶分级试验，获有初步研究成果，适与中国茶叶公司合作，乃在崇安续行精密试验，由本所助理研究员陈观沧君主其事，同时复派遣黄桐孙君往福安茶叶改良场负责试验工作。又在各红茶产地函托素有联系之各场厂，代制样茶，集中审评，作进一步之探讨，凡此皆可以求深造红茶分级理论与实际应用也。兹阅时两载，本试验已告一段落，除拟续行试验研究外，特先将此次有关红茶之试验研究处理经过及所获结果，草成本报告书，藉留记录，尚希茶界人士进而教之。
1942年11月30日，吴觉农在研究所纪念周上，又发表了一篇语重心长的演讲，这是颇能够见出吴觉农个人特色的。还是他一贯的风格，不说套话假话场面上的话，而是开门见山地切中主题--
他首先就针对别人对茶人的一种认识深入开去：有人对我们的批语很多，说我们骄傲，做事太迟滞，善恶分得太清楚，尤其对于商人，看他们不起，简直有时连谈话吃饭都不愿意在一起，有人说这就是气量太狭，不能和人家合作。当然，论气量二字，我们比起商人和工厂老板来似乎差得很远，但是这究竟是什么原因呢？
坐中年青人居多，对吴觉农这样的启问很有兴趣，便全神贯注地听吴先生说出那一番道理来：我们学农的人所处的环境确然和他们不同，譬如种菜吧，既要整地，培苗，要施肥，要防治虫害，还要办理一切的管理和收获等工作。再如养一只鸡吧，要从蛋孵化后，再慢慢饲育起来。有了疾病正同视邻家的小孩或自己的儿女生病一样的关怀它，因为我们知其来之不易，所以请起客来，连一菜一鸡，都要考虑，不愿多花费。商人请客就不同，他们毫不想到这些，花一些钱毫无关系，因为他们谈几句话开一趟汽车，就是一万、五万。又如工厂利用机械，一天可以生产五万、十万，请起客来花上五百，一千，都毫不在乎，这在比较上说起来，学农的人气量自然容易被人说是太狭小了。“浪费”在我们看来真不应该，简直就是一种罪恶，但也因为这样人家便说我们偏狭了。过去我们在上海商品检验局时，我和叶元鼎先生常常把检余的棉花和茶叶，非将它珍藏起来不可，决计不愿轻易拿出来，或者私用。甚至我们时常喝白开水，公私分得很明白，非常爱惜物力。这在我们自己认为是对的，但以一般人的眼光看，可以说我们是小气和偏狭的。