给予明朝政府很多建议，不少都得到采纳。崇祯十七年（1644年），明思宗在北京自杀，清兵入关，他投水自尽，但被家人救起。次年，唐王朱聿键定都福州，建立南明隆武政权，曹学佺被再度起用，封为太常寺卿，进礼部尚书，加封加太子太保，与大学士黄道周共同参与国策制定。隆武二年（清顺治三年，1646年），他力主隆武帝亲征，以收复明朝失地；自己也捐银万两作为军饷。但隆武帝在军事上遭遇失败，清军于当年进入福建，郑芝龙降清，隆武帝在逃亡汀州的途中被俘，绝食而死。九月十七日，清军攻陷福州，次日，曹学佺香汤沐浴，整顿衣冠，在西峰里家