Løken var under andre verdenskrig aktiv i motstandsbevegelsen som en av lederne for etterretningsorganisasjonen XU. Hun ble rekruttert våren 1941 mens hun var student ved Zoologisk laboratorium på Blindern. Fra høsten 1941 var hun med i ledelsen av organisasjonen og hun klarte å holde det gående helt til freden i 1945. Astrid Løken var en av XU-medlemmene med lengst tjeneste i organisasjonen. Mange andre måtte flykte til Sverige, men hun klarte å holde seg utenfor okkupasjonsmaktens mistanker. XU var en organisasjon som var basert på ekstremt hemmelighold for å redusere skadevirkninger av medlemmer som ble tatt til fange. Løken kjente derfor til svært få andre medlemmer. En av de hun samarbeidet med var fysikeren Otto Øgrim, som hun kjente fra tidligere og som også klarte å holde seg gående til krigsslutt. Som medlem av sentralledelsen i Oslo var hun en av de få som kjente til sentralen i Geitemyrsveien 48, og hennes viktigste arbeidsoppgaver var koordinering og videreformidling av informasjonen som kom inn til denne sentralen. Blant annet fraktet hun materiale til Øgrim for fotografering.