Działał w ruchu Wolnej Francji, awansował na stopień komandora i w grudniu 1941 kontradmirała (Contre-Amiral). W 1941 został członkiem francuskiej Rady Obrony Imperium, następnie Francuskiego Komitetu Narodowego. W lipcu 1941 został mianowany Wysokim Komisarzem Francji na obszar Pacyfiku. W 1943 powrócił do Londynu i 19 lipca 1943 został dowódcą Marynarki Wolnej Francji w Wielkiej Brytanii. Wraz z gen. de Gaulle'em przypłynął do Francji 14 czerwca 1944 i wkroczył z nim do Paryża 25 sierpnia 1944. W grudniu 1944 awansował na stopień wiceadmirała. Został też inspektorem generalnym marynarki. W kwietniu 1945 był wysłannikiem Francji na konferencję powołującą ONZ w San Francisco.
Okres powojenny Po II wojnie światowej, d’Argenlieu służył w Indochinach, we francuskim korpusie ekspedycyjnym w celu przywrócenia władzy Francji nad koloniami, znajdującymi się wcześniej pod okupacją japońską. 16 sierpnia 1945 został mianowany Wysokim Komisarzem Francji i głównodowodzącym na tym obszarze i w październiku 1945 przybył z Francji do Sajgonu. W czerwcu 1946 awansował na stopień admirała 5 marca 1947 został zastąpiony przez Emile Bollaerta.