１９４６年，李可染艺术生涯中的又一关键时刻出现了，两份聘书同时送达他的手中。一份是母校杭州国立艺专发来的聘书，一份是徐悲鸿请他去北平国立艺专的聘书。可染对母校感情深厚，回母校工作可以了他的心愿。而后者却更有吸引力，北平是中国文化古城，有故宫藏画，还有李可染素来仰慕的大师齐白石、黄宾虹。在当时的可染心中，北平几乎就是一流艺术的代名词，于是他选择北上。此时可染４０岁，已多次举办画展，获得徐悲鸿、郭沫若、田汉、沈钧儒等名家的广泛好评，在中国画坛已有较高声誉。到北平不久，经徐悲鸿引荐，李可染见到了心仪已久的８０多岁高龄的齐白石，表达了自己想拜师求教的心情。１９４７年春，可染带了２０张画第二次拜见齐白石，由此引出一段动人的故事。
当时，齐白石正在躺椅上养神，画送到手边，他便顺手接过。起初他还是半躺着看，待看了两张以后，他已不由自主地坐了起来，再继续看，齐老眼里放出亮光，身子也随着站了起来，边看边说：“这才是大写意呢”齐白石晚年有个习惯，认画不认人，看完画以后，他将注意力转移到可染身上，问：“你就是李可染”李可染忙答应。齐老高兴了，赞许道：“３０年前我看到徐青藤真迹，没想到３０年后看到你这个年轻人的画。”徐青藤即徐渭，是明朝著名的花鸟、山水画家，其画以用笔豪放恣纵，潇洒飘逸，名重一时，对后世亦有极大影响。齐白石生平十分推崇徐渭，由此可见他对可染的赏识。接着，齐老满含深意地说：“但我看你的画像是写草书，我一辈子都想写草书，可我现在还在写正楷……”就这样，二人以画为桥，一下子变得十分亲近。可染告辞时，齐老留他吃饭，可染再三推辞，齐老动了气，对正要迈出门槛的可染大声说：“你走吧”这时，齐老家人示意，可染你要听齐老的，留下吧。从此，齐白石与李可染结下不解之缘。
李可染对拜师一事非常看重，认为拜师仪式必须郑重其事，所以拖了一段时间。齐白石却等不及了，有一次他问可染：“你愿不愿拜师”李可染忙说：“您早就是我的老师了。”齐白石会错了意，心情郁闷，不时地对身边的护士念叨：“李可染这个年轻人，他不会拜我做老师的，他的成就，将来会很高。”这话传到李可染耳中，他急忙去见齐老，解释原因。齐老心直口快，连声说：“什么也不需要，什么也不需要。”李可染茅塞顿开，当天在齐老第３子齐子如陪同下执弟子礼。齐白石连忙站起，扶可染起来，高兴之余，眼睛都有点湿润，喃喃地说：“你呀，是一个千秋万世的人哪”此后，李可染便正式成为齐白石的得意弟子，１０年功夫，尽得齐师艺术精髓。
齐白石将晚年收弟子视为人生一大快事，对可染十分推重。他曾画《五蟹图》送给可染，上面题句：“昔司马相如文章横行天下，今可染弟书画可以横行也。”可染画一幅写意人物《瓜架老人图》，画的是一位老人在瓜架下乘凉打盹，整幅画超脱秀逸，卓尔不群。齐师看后，连连称赞，题句曰：“可染弟画此幅，作为青藤图可矣。若使青藤老人自为之，恐无此超逸也。”还在《耙草歇牛图》上题：“心思手作，不愧乾嘉间以后继起高手，八十七岁白石丁亥。”
可染对齐师有深厚的感情，直到晚年仍念叨着齐师。他多次提及：“我在齐白石老师家学画１０年，主要学他的创作态度和笔墨功夫。”“我从师齐白师，最大的心得是线条不能快。好的线条要完全主动，要完全控制，控制到每一点，达到积点成线的程度。”他学的是齐师的精髓，却不是所画题材。常入齐老画面的虾、蟹之类便很少出现在可染画中。他在画《雨亦奇》时倒是想到齐师的《雨余山》，但齐白石用的是点法，李可染则借用水彩及没骨花卉中的染法，刻画得相当柔和，充分描绘出“如丝如雾湿人衣”的江南细雨。
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