A partir de 1943 se negó a usar la estrella amarilla. También comenzó a participar en acciones médicas dentro de la Resistencia francesa, a través del movimiento del "Frente Nacional", sin unirse al partido comunista que lideraba este movimiento. El grupo del Frente Nacional al que pertenecía, además del apoyo médico para la Resistencia, formuló en 1944 propuestas de reforma hospital-universidad que serían retomadas muchos años después, por Gabriel Richet y Jean Dausset en las órdenes del 11 y 30 de diciembre de 1958, por el gobierno francés. Robert Debré trabajó para ocultar a los niños que habían escapado de ser detenidos, en su casa en Touraine. También albergó un taller para falsificar documentación en el Hospital para Niños Enfermos. Él consiguió escapar del arresto, con Frédéric Joliot-Curie y Louis Pasteur Vallery-Radot, y se vio obligado a pasar a la clandestinidad. En agosto de 1944, participó en la Liberación de París, junto con el coronel Henri Rol-Tanguy, y atendió a los heridos.