离开延安后，吴光伟先在西安国民政府军事委员会战时工作干部训练团第四团工作，她仍然希望能够回到共产党队伍里来，但由于婚姻关系以及难以裁决的“吴光伟事件”影响，她被谢绝在革命阵营之外。几年后，她随丈夫到重庆，再到台湾。

1938年3月至7月，吴光伟曾经待过的西北战地服务团从山西转移到西安，借住在莲湖公园旁边的一个中学里。对于曾经一起演过戏的昔日战友，吴光伟亲自找到西战团驻地，看望这支寄托着自己艺术理想的队伍。多年过后，陈明还清楚地记得，吴光伟不止一次来看望大家，其中有一次还为他带来肉包子。从她委婉的叙述中，陈明感觉到似乎是其婚姻拖累了她。

另据朱家训回忆，1938年4月他从重庆到延安，改名朱丹，进抗大第四期学习，未及毕业便转入鲁迅艺术学院实验剧团，同年10月因生活不习惯而告退，搭乘八路军的汽车到西安，在城门外被国民党守军拦截，押解到设在东厅门的干训四团受训，后来他参加该团艺术大队工作。在这里，他惊奇地发现原来在南京戏剧学校的同学吴光伟也在这里，担任女生大队少校指导员。同时在这里担任上校教官的还有连战之父连震东。朱家训离开延安前夕，曾接受抗大委托，捎带200封募捐信到西安八路军办事处，他一直与八路军办事处负责接待工作的鲁明保持联系。吴光伟通过朱家训希望与八路军办事处的共产党组织联系，经组织安排由办事处组织科长居敬与她谈话。可惜过了很久，她都没有得到这次谈话的结果，便一直留在干训四团工作。

国民政府军事委员会战时工作干部训练团，是抗日战争时期国民党中央开办的一个大型军事、政治训练机构。西安干训四团教育长是胡宗南，训练宗旨是“要以异党分子训练成为吾党分子。用以毒攻毒的方法，来施行各种训练”。据朱家训观察，吴光伟是身在“国”营，心仍然惦记着“共”，并努力帮助积极抗日的同学。

1939年2月，朱家训因被发现与八路军西安办事处有联系，以参加二战区民族革命实验剧团上山西前线名义离开干训四团。走到黄河边，他意外地收到署名吴薇的信，原来是吴光伟托人带来的，其中说到她在西安过得很苦闷。1939年4月，朱家训再回到西安，因手头拮据，找吴光伟告急。吴光伟给他40元钱，他乘火车到宝鸡，转到四川。此后，他们就没有任何联系。

吴光伟1937年2月到延安，大约在8月底9月初离开延安。同年8月底，贺子珍也离开延安。也是在这个8月底，江青来到延安，在经历过政治审查和党校学习、鲁艺工作后，1938年11月与毛泽东结婚。从此，吴光伟在延安的经历被所有关于延安的革命历史所遗忘。