Während der deutschen Besetzung Griechenlands im Zweiten Weltkrieg spielte Loundemis eine aktive Rolle in der nationalen Widerstandsbewegung: Für die "Nationale Befreiungsfront" ("EAM," gr. "Ethniko Apeleftherotiko Metopo" Εθνικό Απελευθερωτικό Μέτωπο) wirkte er als Sekretär der Organisation der Intellektuellen. Während des Griechischen Bürgerkriegs (1946–49) wurde er wegen seiner linken Gesinnung verhaftet und wegen Hochverrats zum Tode verurteilt, das Urteil wurde jedoch nicht vollzogen. Stattdessen wurde er erst auf der Gefängnisinsel Makronisos, dann im Lager auf Agios Efstratios interniert, wo er Mikis Theodorakis und Giannis Ritsos zu seinen Mitgefangenen gehörten. Sein 1958 veröffentlichtes Buch "Vourkomenes meres" (Βουρκωμένες μέρες, etwa ‚Tränenerfüllte Tage‘) wurde gerichtlich verboten. Unter der griechischen Militärdiktatur (1967–74) des Georgios Papadopoulos emigrierte Loundemis nach Bukarest und bekam die griechische Staatsbürgerschaft aberkannt. In Rumänien setzte er sein Werk fort, auch einige Jahre nach dem Regierungswechsel 1974. In dieser Zeit unternahm er mehrere ausgedehnte Reisen, unter anderem nach China und Vietnam. Die Vietnamreise verarbeitete er in seinem Buch "Bat-Tai" (gr. Μπατ-Τάι, 1966). Erst 1976 erhielt er wieder die griechische Staatsbürgerschaft und kehrte nach Athen zurück. Dort starb er schon im folgenden Jahr an einem Herzinfarkt, sein Leichnam wurde öffentlich aufgebahrt.