1941年太平洋战争爆发后，日军攻占香港，中国国民党的《扫荡报》发表《祭香港文化人》，幸灾乐祸，沈同衡写文章发表在《力报》副刊上反击，桂林警备司令部乃以“共党破坏分子”的罪名将沈同衡逮捕，后经中华全国文艺界抗敌协会桂林分会（桂林文协）欧阳予倩、田汉通过李济深营救出狱。出狱后，沈同衡继续在广西省艺术师资训练班工作，并加入中国木刻研究会（全国木协）、中华全国漫画作家协会（全国漫协）、桂林文协从事木刻、漫画创作及编辑。1944年，日军进攻桂林，沈同衡撤离桂林，1945年初抵达重庆，在陶行知创办的育才学校任美术教师