12月下旬，恽代英到上海，为中央军事政治学校的图书馆买了一批书后，带着当时在同济大学图书馆工作的魏以新同去武汉军校工作。
根据国民党中央委员、国民政府委员临时联席会议决定，中央军校政治科改为中央军校武汉分校，蒋介石为校长，汪精卫为党代表。因蒋、汪不在武汉，所以又任命了邓演达为代理校长、顾孟余为代理党代表，日常工作由恽代英主持。
当学校事务和各方面的讲演使恽代英忙得不可开交的时候，又有一件事提到他的议事日程。到了武汉之后，他父亲和恽家的长辈们以及岳父家的亲属们都不断催促他，要他办理婚事。父亲对他说：“你为葆秀守义已经守了十年了，人生几何，你还要守到什么时候？”
1月10日前后，恽代英应省立第一小学校长、共产党员王觉新的邀请，来到这个学校讲演。正好妻妹沈葆英从湖北女师范毕业后被分配在该校当教员。讲演完毕，恽代英约沈葆英同到葆秀坟上看看。
两人离开都府堤，出东门，登洪山，边走边谈。他紧随着他，一幕幕往事在她的脑海中浮现……1915年，二姐葆秀出嫁，她认识了二姐夫恽代英，她喊他“二哥”，代英喊她“四妹”。没过三年，二姐难产去世，代英不忘岳父家，时常来她家，帮助她补习功课，在《中国青年》影响下，她入团、入党，并渐渐彼此相爱……他俩来到了恽家的祖茔。恽代英轻步走到他母亲的墓前，脱了军帽，行了三鞠躬，葆英也跟着鞠躬。站了一会儿，恽代英又来到葆秀墓前。他眼睛有点湿润，不由得垂下头去。十年睽别，青冢已是荒草萋萋，藤蔓没径了。代英深深地鞠了个躬，在墓旁找了块石头坐下，对葆英说：
“四妹，二姐死后，我曾发誓要为二姐守义，你以前听说过吗？”
“听说过。”葆英说，“是爸爸、妈妈给二姐送葬后，回家说的。但他们都不赞成。说你不应该自己折磨自己。”
代英说：“我为二姐守义，不只是个私事，我是反对那种封建老规矩：只要女人守节，男人可以为所欲为。我是对那种封建婚姻制度宣战。亲戚朋友都劝过我，我行我素，不为所动。如今，十年了，十年了。”他沉吟了片刻，转身朝着葆秀的墓穴，诉说起来：
“葆秀啊！你离开苦难的人间，已经十年。我为你守义，也守了十年。古人要女人守节，是给女人套的枷锁；我为你守义，却是一颗真心，一片赤城。这不只是报答你生前的恩情，也是对那般歧视妇女、不守信义之徒的响亮回答。我要告诉他们：人间不全是虚妄阴冷，还有真情在。我原来想继续守下去，但是，十年后的今天，世界变化了。十年前，故国还是黑夜，我带着你的照片，在你的坟头低吟漫步，慷慨悲歌。那时，我还是个懵懂青年，在寻找道路。今天，全国的民众都怒吼起来了，武汉是这座火山的中心。我已经不只属于我自己，我已是个无产阶级斗志了。我们党正担负着解放全国劳苦大众的庄严任务，眼前的这条路还很崎岖艰险，我需要有个革命伴侣，和我携手前进。高兴的是，我们的四妹，这些年已经长大成人了。从几年来的通信中，我知道她已经是个英勇的共青团员、光荣的共产党员了。我真心希望能和她一起实现我人的理想，今天，我专程约了她，来到你的墓前。你九泉有知，该也会同意我的心愿吧！如果你九泉有灵，你大约也会相信，我会信守我的诺言：会像爱你一样爱她，直到我也离不开人间！你……”
信为黄埔军校政治总教官的恽代英，在数千学生面前讲演时，也从未打过哽，而在葆秀墓对四妹葆英倾吐他的心声时，他的声音发抖了，嗓子也有些发涩了。他把视线慢慢地转向葆英，深情地低声说：“四妹，原谅我，我没有征求你的意见，在二姐墓前，道出了我的心愿。你有什么想法，你愿不愿和我结成革命的伴侣，也可以对二姐说说。”
在恽代英独白性的诉说中，沈葆英一直沉浸在温馨的、幸福的回忆中。多少年来，在一个姑娘的心里，一直默默地关心着这个尊敬的老师，亲切的二哥，革命的引路人。在《中国青年》的直接影响下，在代英的推心置腹、娓娓动人的亲切教导下，沈葆英在湖北女子师范加入了秘密的共青团。一年后，成为共产党员。童年的回忆，青年团的教育，对革命理想的无限向往，使她感到站在面前的这个高尚、坚贞、热烈的人，是那么可亲可敬，她久久埋在心底的纯真的情意，化成一句极为简单、朴素的决定自己终身的语言：
“我同意。”
1927年1月16日，32岁的恽代英和22岁的沈葆英的武昌德胜桥恽宅举行了简单的婚礼（这时恽家已从涵三宫搬到这里）。“永鳏痴郎”恽代英，结束了为期十年的独身生涯，和沈葆英一起，开始了人生的新的征途。当天晚上，他遵照军人的纪律，仍回军校去住。
1927年2月12日午后1时，在两湖书院大操场上隆重地举行了中央军事政治学校武汉分校开学典礼，参加者达4000多人。
开学典礼上举行了阅兵式，特别让恽代英感到兴奋的是，由183人组成了女生队，穿着整齐的灰色军服，英姿飒爽地走过阅兵台前。
这些女兵来自祖国的四面八方，许多人是看了恽代英在《中国青年》上发表的《告投考黄埔军校的青年》后，慕名而来的。政治总教官、教育计划委员会主任恽代英激动人心的演说，极大地鼓舞了全体军校学生，特别是女生队的学生。
开学后，恽代英对女生队的培养和教育给予特别是关怀，在这些女生身上寄予了无限的希望。他直接领导女生队的共产党支部，亲自出席女生队党支部会议，参加党支部对女生队的政治教育、军事训练、学生思想工作等的讨论。
恽代英在军校非常重视马列主义的基础理论教育。当时的政治课有《共产主义ABC》、《社会主义史》、《共产党宣言》、《政治经济学》等，还专门为女生开设了《妇女解放运动》、《世界妇女运动史》。恽代英亲自给学生讲工农运动、学生运动、无产阶级历史地位、共产党的作用、反帝反封建北伐战争的形势以及马列主义基本知识等。他讲课时的真知灼见，旁征博引，生动幽默，虽然一连几小时排山倒海滔滔不绝，但听的人却不感疲倦，甚至越听越爱听，越听越有兴趣。
除了讲课以外，恽代英还要解答学生的一切疑难问题。学生们遇有不懂的问题去找他，也都能给你一个满意的答复；他从来不摆架子，连最怕羞的女生也愿意找他。他的知识特别丰富，差不多什么问题都能答复。大家都感觉恽代英是一个“百宝箱”、“万事通”，大至天文地理、社会科学、人生观，小至个人职业问题、恋爱问题，他从来不嫌麻烦地详细讲解。恽代英深受学生们的爱戴，被大家认为是青年难得的导师。