Sau đó ông hoạt động cách mạng tại tỉnh Yên bái, giữ cương vị Bí thư tỉnh ủy, lãnh đạo xây dựng chiến khu cách mạng Vần - Hiền Lương ở địa bàn của 3 tổng Lương Ca, Giới Phiên (thuộc huyện Trấn Yên) và Đại Lịch thuộc huyện Văn Chấn.[1]

Ngày 30/6/1945 Ban cán sự liên tỉnh Phú - Yên (Phú Thọ - Yên Bái) được thành lập do ông làm Bí thư lãnh đạo cách mạng tại hai tỉnh Yên Bái và Phú Thọ. Xứ ủy Bắc Kỳ chỉ thị cho Tỉnh ủy Phú Thọ - Yên Bái gấp rút chuẩn bị để giành chính quyền. Ủy ban quân sự cách mạng được thành lập do Bình Phương làm chỉ huy trưởng, Ngô Minh Loan làm Chính ủy. Ủy ban quân sự cách mạng có nhiệm vụ chỉ đạo xây dựng lực lượng vũ trang, tổ chức các hoạt động quân sự làm nòng cốt cho phong trào quần chúng và các cuộc khởi nghĩa. Từ đây đã phát triển hoạt động cách mạng rộng lên Lào Cai và một phần Sơn La, lập nên chính quyền cách mạng tại 3 tỉnh Phú Thọ, Yên Bái và Phù Yên (Sơn La) góp phần tích cực vào thắng lợi vĩ đại của dân tộc trong cuộc tổng khởi nghĩa có một không hai của lịch sử cách mạng tháng 8 năm 1945.[2]

Ngày 22 tháng 8 năm 1945 ông được cử làm Chủ tịch Ủy ban nhân dân cách mạng lâm thời tỉnh Yên Bái.