1946年9月底，孙维世回到哈尔滨。由于孙长得很漂亮，又没有结婚，同时被林彪与刘亚楼看中，两人都想把孙维世追到手。一个是东北民主联军总司令，一个是参谋长，为此两人争风吃醋，发展到几乎要动武的地步。

林彪在哈尔滨得知孙维世要回国后，向中共中央东北局一些领导表示他原来爱孙维世，如今孙维世回国，他心情难平静，图为孙维世

在哈尔滨期间，李立三因三件事得罪林彪，一是在梅河口会议上，林彪与彭真意见分歧，他支持了彭真；二是在一次开会时林彪迟到他当众进行了批评，使林彪丢了面子；还有一件就是李立三放走了孙维世。

孙维世是一位烈士遗孤。1939年，周恩来从延安带她去莫斯科艺术学院戏剧专业学习，1946年9月底李莎从莫斯科来中国时，林利、孙维世一块回到哈尔滨，从此，就住在他们家里。由于孙维世长得很漂亮，又没有结婚，同时被林彪与刘亚楼看中，两人都想把孙维世追到手。一个是东北民主联军总司令，一个是参谋长，为此两人争风吃醋，发展到几乎要动武的地步，李立三见势不妙，就利用工作之便，用美国飞机把孙维世送到延安周恩来那里去了。因为，孙维世是周恩来的干女儿。把孙维世送走后，总算没有发生什么大的事情。随着时间的推移，一场风波总算平息了下来，李立三暗中庆幸。岂不知却种下了与林彪之间不解的祸根。

其实，林彪一心想要把孙维世弄到手，并非自哈尔滨始。早在多年之前，林彪在苏联养病时，就单相思爱上了孙维世。1938年3月2日，林彪在山西，被阎锡山晋绥军哨兵误以为是日军开枪打伤，于1938年底，在妻子、“陕北一枝花”张梅（刘新民）的陪同下到苏联养病。当时，有许多革命先烈的后代和中共中央领导人的子女在莫斯科学习，如瞿秋白的女儿瞿独伊，孙炳文的女儿孙维世，蔡和森的儿子蔡博，赵世炎的儿子赵施格，毛泽东的儿子毛岸英、毛岸青，朱德的女儿朱敏，林伯渠的女儿林利等。

1940年9月，林彪在苏联养病期间，应斯大林之邀，参加了苏军统帅部的军事会议。会上，苏联统帅部认为，德军一定会先进攻乌克兰，因为乌克兰最富。林彪则认为，德军进攻苏联是要消灭苏联，所以不会从乌克兰打，而是从波罗的海到喀尔巴阡山，全线进攻，占领莫斯科。与会者都摇头，所以苏军主力部署在乌克兰。事实却不幸被林彪言中。1941年6月21日，德军对苏不宣而战，进攻路线完全如林彪所说。因此，斯大林对林彪十分欣赏，称他是“天才战将”。一时间在苏联传为佳话。所以留苏的这一伙青年人当时对“常胜将军”林彪十分崇拜，经常到林彪那里去，请林彪给他们讲一些井冈山、长征、平型关大战之类的打仗的故事。在他们当中，天生丽质，年已20的孙维世，特别受林彪的青睐。

共产国际中国党代表任弼时回国后，其职务曾暂时由林彪接任。但林彪身体不好，所以组织上决定他只管大事，不管小事。他就住到了共产国际宿舍“柳克斯”。当时张梅正在生孩子。林彪就经常到孙维世住的红色救济会大楼来。孙维世并不以为奇，把他当做一位领导兼长辈。不料，这时林彪心中却在追求孙维世。林彪追孙维世做得很隐蔽。他来邀孙维世出去玩，一起逛马路、公园。孙维世完全想不到，一个男人在妻子生孩子的时候竟然会去追求别的女孩子。林彪即将回国的前夕，竟要孙维世跟他一起走。孙维世以等林利一同回国作挡箭牌，于是，林彪要孙维世跟他回国之事就此作罢。但林彪临走时，仍对孙维世说：“我决心今后非你不要。”直到1943年，林彪辗转托人带了一封信给孙维世，信中说他不得已听从别人劝告结了婚，但孙维世留给他的印象甚深。至于原来的妻子，不管孙维世态度如何，他都决定和她分手。果然他的前妻带着婴儿留在了苏联，暂时住在伊凡诺沃国际儿童院。对林彪的这封信，孙维世和林利笑了一阵，并找出其中文法的谬误。可见，孙维世对林彪的追求是毫不在乎的。没想到此事后来竟给孙维世带来了灭顶之灾。

林彪回国后并没有遵守自己的诺言，不久就同叶群结了婚，1944年生下林立衡，1945年又生下林立果。

1946年10月，孙维世跟随李莎和林利回到哈尔滨，得知林彪与叶群已经结婚，并生儿育女，出于对林彪的尊重，曾前往林彪住处去进行礼节性拜访。林彪一听说孙维世要来，破例亲自迎接，热情款待，立即安排极为丰富的晚宴为孙维世接风。

当时，林彪在东北局说一不二，一手遮天，他正在谋划着如何才能把孙维世追求到手时，又是不识时务的李立三打破了他的美梦，搅乱了他的如意算盘，把孙维世偷偷用飞机送到远离哈尔滨的延安去了。从此，林彪对李立三恨之入骨。