民国廿六年八月十三日，日本皇军全面进攻上海，上海守军奋起抗战。杜月笙以中国红十字会总会副会长的名义，联合了社会各团体组织上海市救护委员会，于此同时并成立救护队10队、急救队13队、临时救护医院24所，征集救护汽车98辆，并特约公、私医院16所收容受伤军民。据统计，杜月笙所领导的救护输送医疗工作，共救护了抗日受伤军民44398人。
此后，杜月笙又筹划在松江、昆山、苏州、无锡、杭州、南京等地设立重伤医院，每年医院少则收治伤员二三百人，多则达到三四千人。在南京沦陷之后，中国红十字会总会及各地工作人员大多撤退到汉口。杜月笙亲自乘飞机到汉口，与政府有关部门统一商定救护方针，在汉口成立临时救护委员会，设置医疗队37队，后因需要逐渐增加至178队，共有工作人员近3000人。据资料统计，至抗战结束，红十字会所救护的军民总数已达260万人。这一可观的成绩，与红十字会广大工作人员的努力分不开，但杜月笙在其中的领导作用不容忽视。救护工作所需的物资、车辆，许多都出于杜的号召，也不排除他自己的“毁家纾难”。在这一点上，他号召他所能影响的团体包括他的帮会组织捐助抗战，是起了很大作用的。在抗战中，他坚持在上海，包括参加抗敌后援会工作，直至十一月上海沦陷，他才秘密撤退。
在上海抗战中，杜先生与戴笠共同创建了一支一万人的武装游击部队，配合正规军，参加抗战。
杜月笙在上海抗战中所办的另一件大事便是与戴笠共同创办了“苏浙行动委员会别动队”参加抗战。尽管戴笠一生以与****作斗争为己任，但在抗战中，他的思想倾向基本属于黄埔系中主战的少壮派军人阵营，在这一点上，“人之爱国，谁不如我”的杜月笙与他是一致的。两人本来即为挚友，在抗日这一点上又有共识，所以两人商定在上海建立一支1万人的武装游击部队，以帮会和工人为基础，配合正规军作战，并负责肃谍防奸等工作。杜月笙自己出钱捐赠了5000支快慢机手枪，又利用自己的社会影响力，动员了帮会成员、工人、学生、店员、失业青年入伍。十月，这支仅以一月时间仓促成立的游击部队，在上海南市和苏州河两岸配合正规军与日寇作战，尽管作战力差，但大多成员异常英勇顽强，为中华民族抗战作出了牺牲。据事后统计:别动队战死兵共1500人以上，受伤500余人。据说，杜月笙颇为悲痛，他哀怜那些为国捐躯的青年，其中很多人是他的徒弟。
民国廿六年十一月中旬，打了三个月的淞沪之战落幕了。****撤退，日军进入了上海，上海沦陷。
上海街头人潮乱涌，在慌乱的人群里，仇默存遇见了一个小女孩儿，当与这个小女孩儿四目相对时，有一种万分不安的感觉在他心中款款升腾起来。这个世界充满了暗示和逻辑联系，这些联系简单明了，人们却常视而不见。仇默存知道眼前将有一场惊天动地的厮杀在等待着自己的部署——帮助杜先生传达指令给七个地下工作者，声东击西，炸毁了日本人的弹药船，运出医药船和其他重要物资。此时的他清楚心中那些虚无缥缈的感觉是最多余不过的，仇默存收回了目光与这小女孩儿擦肩而过，却有一个声音在心底告诉他：这个女孩子，会再出现的。
上海沦陷后，杜先生拒绝了日本人的拉拢，迁居到了香港。在香港，他利用帮会的关系，继续活动。他担任中国红十字会副会长、赈济委员会常务委员和上海党政统一工作委员会主任委员，从事情报、策划暗杀汉奸等活动。其中最著名的是，他在上海的门徒协助军统特务刀劈了大汉奸、伪上海市长傅筷庵。
民国廿七年的春天，中国红十字会总会理事室迁移到了香港，杜先生亲自出面主持工作，并设立总办事处，以接受海外捐助的物资，并同时筹措救护事业的经费。可以说，杜月笙此时是非常辛劳的。当时，国民党政府还设有中央赈济委员会。“八?一三”抗战后，******安排杜月笙为该会常委，负责粤、桂、闽三省称第九救济区工作。为了提高效率、工作方便，杜月笙将第九救济区办事机关与中国红十字会机关合设于香港九龙柯士甸道他的宅寓也在此，并在香港最大的饭店辟有房间，专与各方接触。
在当时，海外侨胞对抗战捐助的物资及对难民的救济品，都由杜月笙接收运往汉口或重庆。同时，杜还负责与戴笠合作布置向沦陷区搜集情报及锄奸策反工作。据说，上海另一帮会头目张啸林投敌被暗杀，也与杜月笙有关。另外，轰动中外的高宗武、陶希圣脱离汪伪集团，并公布“汪伪密约”，也是杜月笙与戴笠共同策反的。
民国廿七年的夏天，日军的入侵摧毁了城市中的各种公共卫生设施，又造成大量战争难民无家可归、露宿街头，又加上适逢酷热，保证了霍乱的在城市中疾速传播的各项条件，使得上海瞬间在六七月份变为恐怖的霍乱之城。这期间，城市中人心惶惶，政府手忙脚乱，医界忧心忡忡，大批的人因为染上霍乱而死去，为了挽救城市，政府研究出了动员全民推行公共卫生运动以控制霍乱流行的卫生政策，并且逐步执行，取得了意想不到的成效，
在抗战的开始阶段，海外物资大部分通过香港转运国内，都由杜月笙以红十字会名义办理接收、转运，可以说他确实为抗战事业做出了一些贡献。直到民国廿九年香港沦陷后，杜月笙撤退重庆，主持红十字会会务工作，办理前方救护、后方空袭救护、医疗等工作。
民国三十一年，杜月笙筹建了重庆医院，当时有床位300张，各科设备齐全，是当时最先进的战时后方医院，受到舆论的称赞。另外，杜月笙在搜购、抢运战略物资方面也做了大量工作。抗战胜利后，杜月笙返回上海，督促上海复员工作，并协助恢复、加强了上海红十字会分会的组织，对该会推进各种社会服务工作奠定了基础。