933年6月3日，马占山从苏联返回上海，曾先后3次面见蒋，请缨抗战。
1936年1月22日任陆军中将。
1936年12月至西安，参与西安事变，支持张学良、杨虎城逼蒋抗日发动的西安事变。
1937年七七事变后，蒋任命马占山为东北挺进军总司令兼东北四省招抚，率部转战绥远(今呼和浩特)、包头、五原等地。后任黑龙江省政府主席率部继续抗日。
1938年5月，总司令部进驻陕西省府谷县哈拉寨(今哈镇)。
1938年11月，马占山因病到延安就医，康复后，中共中央和陕甘宁边区举行盛大的欢迎会。毛主席在会上致词，称赞他是始终如一、抗战到底的民族英雄。
1945年，抗日战争胜利后晋加上将衔。
1947年，蒋介石任命马占山为东北保安副司令，但他不肯就任。
1948年平津战役时，马占山毅然决定弃暗投明，出面帮助傅作义拿定主意和平交出北平城，推动了北平和平解放的进程。
1949年初，曾劝说傅作义接受和平改编，并向傅建议请邓宝珊做同中共谈判的代表，为促进北平的和平解放做了有益的工作，促使北平和平解放。
1950年6月，毛主席托秘书打电话给马占山，邀请他出席中国人民政治协商会议全国委员会一届二次会议，马占山十分激动，可惜由于他的病情加重最终未能出席。至全国政协会议开幕的前一天，毛主席办公室还来电话询问马占山的病情，并准备派车来接，但当时病情过重，已不能行动。
1950年11月，病情恶化。
1950年11月29日20点零6分，马占山因肺癌病逝于北京，终年65岁，安葬于北京万安公墓。
他给自己的子女留下了这样几句遗嘱：“我亲眼看中国在毛主席和中国共产党
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