获保外就医后，联系吴觉农以吴大琨“叔父”的名义保释其出狱。1942年，任暨南大学、东吴大学讲师、副教授。在东吴大学任教期间，他于1944年接待了来访的李约瑟。1944年东吴大学解散，美军邀请吴大琨任军事顾问。在征得中共党组织负责人邵荃麟同意后，吴大琨乃为美军第14航空队做情报工作。任职期间吴大琨经邵荃麟帮助联系到东江纵队，绘制了日军在广州的军事目标及机场分布图，这一情报帮助美军在1944年8月中旬使用飞机炸毁了日军机场的飞机。1945年8月，吴大琨加入中国共产党。1946年10月，经中共党组织同意，吴大琨应