▲林伯渠(右)与李鼎铭
陕甘宁边区建立后，李鼎铭于1941年夏以无党派人士身份，先后当选米脂县参议会议长。1941年11月，陕甘宁边区参议会第二届第一次会议在延安开幕，李鼎铭当选为陕甘宁边区参议会副议长。11月20日，大会选举边区政府领导人。边区参议员们为李鼎铭会议期间的工作精神所感动，又选举他为边区政府副主席。此后不久，李鼎铭把全家迁到了延安，同时将全部家产献给了当地政府。
1941年和1942年是抗日根据地最艰苦困难的时期，如何渡过难关、克服财政经济上的困难，是当时政府亟待解决的严重问题。李鼎铭对此进行了深深的思考，他经过与几位参议员商量酝酿，在边区参议会二届会上提出“精兵简政”提案，建议“政府应彻底计划经济，实行精兵简政主义，避免入不敷出，经济紊乱之现象”，受大多数议员支持，大家认为，“精兵简政”的提案，对于及时解决边区财政经济困难，不但适时中肯，而且具有远见卓识，可称得上是一个带有战略意义的重大决策。毛泽东一字一句地把提案抄在笔记本上，同时还加了一段批语：“这个办法很好，恰恰是改造我们的机会主义、官僚主义、形式主义的对症药。”
此后，李鼎铭的这一提案以165票的高票数获得通过，决议“交政府速办”。边区政府及党中央迅速采纳了这一方案，进行了三次精兵简政，减轻了人民负担，转变了工作作风，提高了部队战斗力，提高了政府工作效率。
李鼎铭参加“三三制”政权后，不顾年迈体弱，对主管工作躬亲过问，坚持调查研究，并对林伯渠、李维汉等中共领导人多次开诚布公地提出中肯的建议和意见，希望采取切实措施，改进工作。边区政府党组根据李鼎铭的意见，制定了一套制度，进一步改善了同党外人士关系。
1943年，国民党制造谣言称李鼎铭“副主席也被撤职”。李鼎铭知道后非常气愤，当即在《解放日报》上发表《驳斥关于我被“撤职”的谣言》，指出：“我还是陕甘宁边区政府的副主席，我依然受陕甘宁边区二百万人民的重托而正在兴奋的继续工作着。我并未被任何方面撤职。”1944年6月，中外记者西北参观团访问延安。边区政府专门接待了记者团。当英国记者斯坦因问李鼎铭作为一个非党人士是否有职有权时，李鼎铭爽朗地笑着说：“我有职有权!”
