冯玉祥联名提出同中国共产党合作，共同抗击日本。西安事变后，李烈钧被委派为审判张学良的高等军事法庭审判长。1937年七七事变爆发，李烈钧将身边达到服役年龄的五个儿子都送入军队，其中两个正在大学读书的儿子是中断学业参军。1946年2月20日，李烈钧在重庆逝世。享年65岁（满63歳）。1947年5月9日，国民政府明令国葬国民政府故委员李烈钧。中共中央发来唁电，并派周恩来、董必武亲往吊唁。
着作.李烈钧能文善诗，尤擅书法，庐山仙人洞所题“常乐我净”，石松之石上所题“纵览云飞”均是李