936年进一步获哲学博士学位。取得博士学位后，李卓敏在1937年返回中国，当时虽然适值中日战争爆发，但他仍先后获延聘于天津南开大学、国立西南联合大学和国立中央大学任教经济学，至1943年卸任，是战时优秀的年轻教授之一。1939年至1944年，他又受国民政府任命，担任中央设计委员会委员；1943年，他应国民政府委託，以考察联络专员身份，先后访问美国、加拿大和英国，考察当地的经济建设，为战后重建展开规划。期间，他曾任美国的布雷顿森林会议中国代表团专家、芝加哥国际民航会议中国代表团顾问、以及伦敦国际善后救济会