937年，任第四集团军教导总队副总队长、第五一九旅旅长。抗日战争爆发后，上海、南京等地相继沦陷，史蔚馥返回原籍，任国民党苏、浙、皖边区游击总指挥部少将高级参谋，从事游击作战，在敌后牵制日军。1939年，转任兵站总监部第十六兵站少将分监，曾为参加桂南会战的中国军队星夜调运军需弹药。1940年起，调任广西绥靖公署少将高级参谋，策划地方治安事宜。1944年秋，日军进攻桂林、柳州等地，11月10日侵占桂林。史蔚馥随部撤退，在永福县境遭遇日军第十三师团，力战不敌被俘。日军第十三师团长赤鹿理设席置酒，劝