Dopiero w sierpniu tego samego roku, ponownie na mocy polecenia z Moskwy, Duclos stanął na czele podziemnych struktur PCF, którą to rolę pełnił do powrotu Maurice’a Thoreza w listopadzie 1944, stale w kontakcie z Benoît Frachonem.
Duclos był głównym redaktorem podziemnych komunistycznych publikacji, w których konsekwentnie realizował wytyczne Kominternu, początkowo atakując głównie reżim Vichy i „imperializm brytyjski”, dopiero od 1941 przyjmując otwarcie antyhitlerowski kierunek polityczny. Większość wojny przeżył w willi w Oasis, gdzie był jedynie rzadko odwiedzany przez Frachona i skąd wychodził tylko po to, by brać udział w zebraniach podziemnego komitetu PCF z Frachonem, Charles’em Tillonem i Auguste’em Lecoeurem. Łączność radiowa pozwalała mu na stały kontakt z komunistami radzieckimi oraz niektórymi zbrojnymi jednostkami ruchu oporu, w tym FTP i Narodową Radą Ruchu Oporu (od 1943).
25 sierpnia 1944 wrócił do Paryża, by wziąć udział w rozmowach z Charles’em de Gaulle’em w sprawie układu sił w nowym rządzie francuskim. Po powrocie Thoreza do Francji oddał mu przewodnictwo w partii.