Kháng chiến toàn quốc bùng nổ, ông cùng Chính phủ lên chiến khu Việt Bắc tham gia kháng chiến đến ngày thắng lợi.

Tháng 7/1948, nghe tin Bộ trưởng Bồ Xuân Luật ốm, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã gửi thư hỏi thăm: "Gởi ông Bộ trưởng Bồ Xuân Luật. Tôi nghe nói chú yếu, tiếc vì xa xôi, tôi không đến thăm chú được. Tôi gởi 1 chai mật ong để chú dùng. Và rất mong chú chóng khỏe. Tôi gởi lời hỏi thăm thím, và hôn các cháu. Chào thân ái và quyết thắng! Hồ Chí Minh".

Ông đã một lòng một dạ tin tưởng đi theo kháng chiến cho đến thắng lợi cuối cùng. Với nhiều cương vị khác nhau trong Quốc hội và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam sau này, cụ trở thành vị nhân sỹ yêu nước, là sợi chỉ đỏ xuyên suốt bức tranh đại đoàn kết của toàn dân tộc.

Ông là một trong những sáng lập viên đồng thời là Ủy viên Ban chấp hành Hội Liên hiệp Quốc dân Việt Nam (1946); Ủy viên Thường vụ Quốc hội (khóa I, II, III, IV); Ủy viên Ủy ban Trung ương và Ủy viên Ban thư ký Mặt trận Tổ quốc Việt Nam (I, II, III)... Ngày 22-2-1967 Bồ Xuân Luật, Ủy viên Dự khuyết, được cử làm Ủy viên chính thức của Ủy ban Thường vụ Quốc hội.

Năm 1994 ông mất tại Hà Nội. Đỗ Mười lúc là Tổng Bí thư Đảng đã trân trọng ghi vào sổ tang ngày ông qua đời: "Vô cùng thương tiếc cụ Bồ Xuân Luật - một nhà yêu nước và cách mạng đã suốt đời phấn đấu vì độc lập của dân tộc, vì hạnh phúc của nhân dân. Cụ đã có nhiều cống hiến cho sự nghiệp xây dựng và tăng cường khối đại đoàn kết dân tộc…".