1937年卢沟桥事变以后,馆长袁同礼与十余名职员秘密南下参加抗日。与日方交涉由中华文化教育基金董事会、燕京大学校务长司徒雷登出面。1942年太平洋战争爆发后,司徒雷登被日军逮捕,日伪政府的教育总署接管了新馆,易名为国立北京图书馆,一度由附逆下水的周作人任馆长。八年沦陷期间物价飞涨,经费匮乏,职工生活艰难,图书工作陷于半停顿状态。南下的袁同礼及其随行职员们历尽艰辛,坚持在大后方派出机构的工作,先后在长沙、香港、昆明、重庆设立了北图办事处和中日战事史料征辑会,艰苦备尝,工作卓有成效。
1945年10月,国民党政府教育部派沈兼士接管北图,原馆长袁同礼也于11月赶回北京,主持馆务工作。
国民党政府日趋腐败,物价飞腾,民不堪命,北图陷入前所未有的困境,日趋萎缩,惨淡经营,藏书仅140万册,维持而已。