Bất mãn với hành động "qua cầu rút ván" của người Nhật, nhiều thành viên Phục quốc quân ly khai, chuyển hướng sang hợp tác với Trung Hoa Quốc dân Đảng. Bồ Xuân Luật cùng một số đồng chí của mình hoạt động trong tổ chức Việt Nam Cách mệnh Đồng minh Hội, còn gọi là Việt Cách.

Tháng 3 năm 1944, Việt Cách tổ chức "Hải ngoại đại biểu Đại hội", tức Đại hội của các đoàn thể người Việt Nam yêu nước và cách mạng, tại Liễu Châu, Trung Quốc. Tại Đại hội này, Việt Cách đã mở rộng thành phần cho cả các thành viên Việt Minh, lập ra Ủy ban hành chính. Bồ Xuân Luật là một đại biểu của Phục quốc quân tham dự Đại hội và được bầu làm Ủy viên. Tại đây, ông đã có những tiếp xúc ban đầu với một Ủy viên khác là Hồ Chí Minh và dần bị thu hút bởi nhà cách mạng lão thành tinh tế này.

Tháng 6 năm 1945, hưởng ứng lời kêu gọi của Tổng bộ Việt Minh gửi các đoàn thể cách mạng Việt Nam ở nước ngoài (Cứu quốc đặc san Hải ngoại, ngày 11 tháng 9 năm 1944), ông cùng một số cán bộ Việt Cách trẻ tuổi có tinh thần cách mạng, tốt nghiệp Trường quân sự Hoàng Phố, gồm 39 người, mang theo vũ khí, về nước hoạt động tại Chiến khu Bắc Sơn (Lạng Sơn) của Mặt trận Việt Minh.

Sau Cách mạng tháng Tám 1945, ông từ Lạng Sơn về Hà Nội công tác ở Trường Quân chính tỉnh Hưng Yên. Được vài tuần lễ thì ở Hà Nội xuất hiện tình hình mới: quân đội Trung Hoa Dân quốc theo sự phân công của phe Đồng minh tước khí giới quân Nhật. Nguyễn Hải Thần, Vũ Hồng Khanh đang lưu vong ở Trung Quốc cũng về Việt Nam hoạt động. Vì vậy Hồ Chủ tịch cho gọi ông về Hà Nội nhận nhiệm vụ.

Ngày 23-10-1945, ông cùng các đồng chí Đinh Chương Dương, Lê Tùng Sơn, Trương Trung Phụng lại đứng ra với tư cách là đại diện Cách mạng đồng minh hội họp một cuộc Hội nghị với các đồng chí: Nguyễn Lương Bằng, Hoàng Hữu Nam (tức Phan Bôi) và Dương Đức Hiền (thay mặt cho Việt Nam độc lập đồng minh, tức Việt Minh) để cùng nhau ký bản tuyên ngôn đoàn kết nhằm khẳng định lập trường kiên quyết ủng hộ Chính phủ do Hồ Chủ tịch lãnh đạo, đồng thời để đối phó với các đảng phái chính trị khác như Việt Quốc, Việt Cách, Đại Việt...

Lúc này, các đảng phái chính trị khác coi ông là một đối thủ nguy hiểm do ông đã kiên quyết chống lại họ. Lúc 9h ngày 18-12-1945, Việt Cách đã bắn trọng thương ông ở phố Hàng Đào - Hà Nội, phải đưa vào nhà thương Đồn Thủy cấp cứu. Bác sĩ Vũ Đình Tụng đã trực tiếp mổ cứu ông thoát chết. Ngay sau khi biết tin, Hồ Chủ tịch đã giao nhiệm vụ cho Trung ương Vệ quốc đoàn bảo vệ ông.

Nửa tháng sau, được sự tin tưởng của nhân dân, ông trúng cử Đại biểu Quốc hội Việt Nam khóa I tại tỉnh Hưng Yên.