日军占领平、津后，王冷斋随二十九军撤退，先后在济南、开封、西安组建第一集团军办事处。1939年春，离开军队赴香港治病。1941年底太平洋战争爆发后，香港沦陷，他前往桂林，任大同银行桂林分行监察。1945年8月日本投降后，于1946年应邀赴远东国际军事法庭出庭作证。