1937年，抗日战争爆发，李四光率领地质研究所人员，内迁广西桂林。
在抗战八年的艰难岁月里，李四光在桂林度过了将近7个春秋。到桂林不久，李四光就被广西当局聘请为广西建设委员会的研究员，曾为广西建设发表过一些重要意见。
李四光在桂林还会见了早年同盟会的老朋友、广西大学校长马君武。为实现两人以前的共同心愿，李四光在桂林附近的良丰创办了桂林科学实验馆，为广西科学文化事业的发展，办了一件实事。李四光和地质研究所的工作人员一道，开展了广西的地质调查，填绘了广西地质图。四十年代初，他还长途跋涉两度调查南岭地质，考察过鄂西、川东、湘西、桂北、闽西、赣南等地的地质构造情况和冰川遗迹，发表了不少学术论著，如《广西台地构造之轮廓》、《南岭何在》、《南岭东段地质力学之研究》以及《鄂西川东湘西桂北第四纪冰川现象述要》等。
1944年，日寇内侵，直逼桂林，地质研究所经贵阳迁往重庆。由于长途奔波，环境困扰，李四光的健康转坏，曾一度病倒在沙坪坝。1945年4、5月间，重庆大学和中央大学地质系联合邀请李四光到重庆大学连续作了题为《地质力学之基础与方法》的专题学术讲演，这是李四光二十多年研究地质力学的一次总结，也是地质力学这门学科的第一部专著，后经中华书局正式出版。
1945年8月14日，日本投降，八年抗日战争胜利结束，但是，蒋介石又挑起内战烽火，李四光为国家前途和民族命运担忧不已。1946年夏，他从四川回到了上海，并转杭州养病数月。1947年7月，中国地质学会理事会推选他为中国出席第十八届国际地质学会代表。1948年2月，李四光偕夫人许淑彬一同由杭赴沪转港，乘船赴英，出席在伦敦举行的第十八届国际地质学会，会上他宣读了《新华夏海之起源》一文。会后，他和夫人商定到英国海边博恩默斯居住一段时间。在这里，李四光非常关心祖国的解放战争，每天阅读英国共产党出版的《工人日报》。还买了英文版的《自然辩证法》、《反杜林论》等书籍，认真阅读。他深信共产党必胜。他深情地期待着祖国的解放，新中国的诞生。
