1931年（民国20年）9月九一八事变后，以日军为后盾的臧式毅组建辽宁省政府，邢士廉任该省政府委员之一。其后，经土肥原贤二劝诱，邢士廉加入满洲国任职。此后，他历任新京（今长春市）地区司令官兼第10混成旅旅长、中央陆军训练处处长、第5军管区司令官（司令部驻承德）、第4军管区司令官（司令部驻哈尔滨）、第1军管区司令官（司令部驻沈阳），同八路军作战。1942年（康德9年）9月，就任治安部大臣。翌年4月，治安部改组为军事部，他继续任军事部大臣。1945年（康德12年）8月17日，满洲国垮台，邢士廉随张景惠在长春