马占山多次向蒋介石申请抗日，在“七七事变”后，重上抗日前线，坚持武装抗日

马占山几度被日本特务暗杀，未能得逞，后向蒋介石申请抗日
1933年6月，马占山由苏联绕道欧洲回国，抵达上海。不久便上庐山晋见蒋介石请缨，未遂，乃于1934年8月回到天津寓居。日本驻天津特务机关，几次企图暗杀他，未能得逞。他多次申请抗日，不被起用。1936年10月，忽然接到蒋介石的电召，准备把他派往内战前线。马占山赶到西安时，正逢“西安事变”。他向张学良建议“国难关头，勿杀害蒋介石”，并在张学良、杨虎城发表的《对时局宣言》上签名。张学良委任他为抗日援绥骑兵集团军总指挥。他立即编组总指挥部，指令所属部队集结，后因张学良被扣，此举亦即终止。
 

卢沟桥事变后，马占山任东北挺进军总司令，积极参加抗日
1937年7月7日卢沟桥事变后，马占山赴南京请命，直至8月21日才被任为东北挺进军司令（后改任东北挺进军总司令），兼理东北四省招抚事宜。马占山在极端困难的情况下，赶赴绥远、大同，把队伍组建起来。之后，配合傅作义抗日，积极参加了绥远保卫战、阴山血战。
1938年8月下旬，马占山访问延安。在延安各界盛大欢迎晚会上，毛泽东主席致欢迎辞说：“八年之前红军已与马将军成为抗日同志”、“马将军年逾半百，仍在抗战前线与敌周旋，这种精神值得全国钦佩”。
1940年5月3日，国民政府委任马占山为黑龙江省政府主席，后被选为国民党中央候补执行委员。