I 1940 meldte Onsager seg inn i Qusilings tyskvennlige Nasjonal Samling (NS). NS-myndighetene utnevnte ham til professor ved Kunstakademiet under andre verdenskrig og til "direktør" ved Nasjonalgalleriet etter Jens Thiis i 1941. Som galleridirektør arrangerte han blant annet utstillinga «Kunst og ukunst» i 1942 der han etter tysk forbilde forsøkte å latterliggjøre kommunistisk og ekspresjonistisk kunst og løfte fram den «riktige», «nasjonale» kunsttradisjonen. Han mistet posisjonene ved krigens slutt våren 1945.