嫩平原游击战，攻克讷河、克山、肇源等县城。1940年底与周保中等组织整训部队，任东北抗联教导旅政治副旅长。1941年11月，率部进入苏联境内。任苏联远东方面军独立第88步兵旅政治副旅长。抗日战争胜利后，李兆麟和妻子金伯文从苏联回国，随苏联军队抢占东北战略要地哈尔滨。任滨江省副省长、哈尔滨市中苏友好协会会长等职。1945年12月下旬，国民政府接收哈尔滨市和滨江省政府（后改松江省政府）后，李兆麟即辞去滨江省副主席职务，以公开的中国共产党员身份出任哈尔滨中苏友好协会会长。1946年3月9日，与军统特务