初到桂林，困難是可想而知的，最頭痛的有三點：一是房屋緊張，二是天天防空，三是缺少經費。不僅辦公費用難以維持，就連職工生活也成問題。當時就連李四光的生活也很清苦。他抽的是用草紙卷的煙，質量很差；穿的是土布衣服。有一次，廣西省政府主席黃旭初找他談話，見他老用手捂著膝蓋。問他怎麼回事？一看才發現褲子破了一個窟窿。然而李四光和地質所的同事並沒有在困難麵前退縮，他們決定采取三項措施：第一，把一部分技術人員借給有關機關；第二，加強與地方部門的合作；第三，盡量依靠廣西省政府當局的支持。這些措施果然奏效，使地質研究所渡過了暫時的難關。與此同時，李四光還和大家一起在鄂西香溪河流域找到了可供開采的煤層數處，解救了這一地區的煤荒；在廣西柳城大埔煤田、羅城小長安煤田開展地質調查也有新的發現；另外，還對廣西地質作了廣泛的調查研究，建立了廣西山字型構造體係；對廣西北部及大瑤山地區第四紀冰川遺跡進行了詳細考察；在贛南、閩西、粵北等地區考察南嶺東段地質。李四光在桂林創辦了科學實驗館，親自出任館長。雖然限於當時的條件，科學實驗館的一些任務未能完成，但對於推動廣西的科學技術發展和普及科學知識，卻起到了一定的作用。
1939年，李四光參加了在莫斯科舉行的第17屆國際地質會議。他在會上發表了題為《中國震旦紀冰川》的論文，提出在中國的元代就存在第四紀冰川的遺跡。這一論文的發表，大長了中國人民的誌氣，滅了那些“權威”的威風。
自抗日戰爭開始以來，每年都要在重慶召開一次中央研究院的院務會議。有一次當會議結束時，蔣介石得知李四光也出席了會議，想要趁機拉攏他，借“召見”機會，把李四光的坐席排在自己旁邊。可李四光則以“有病”為名而未到場，並連夜離開重慶。還有一次，蔣介石在廬山召見各大學教授，名義是請教授們來商討抗日救國方策，實際是為了欺騙人們，以掩蓋其賣國罪行。李四光看透了他的陰謀，拒絕出席。由於幾次都碰了壁，後來蔣介石竟親自到廣西大擺宴席，皇親國戚都趕來參加，又把李四光的位置安排在自己身旁。李四光聞迅後，獨自跳上一輛運送石頭的卡車，連夜奔赴賓陽城東南考察廣西的“山”字型構造特點和新華夏係的褶皺帶去了。蔣介石幾次拉攏李四光不成，有些惱羞成怒。1942年在廣西良豐的李四光，突然接到錢昌照的秘密通知，說蔣介石要逮捕他，要他務必加以戒備。李四光接到通知後，毅然離開良豐，轉移到駕橋嶺山中的清平鄉，才得以免遭逮捕。
一天，李四光接到重慶大學的電報，他被告知他的學生朱森逝世了，意外的消息，使他悲痛欲絕。朱森是李四光最得意的學生，也是最好的朋友，為人純樸耿直，進取心強，熱愛地質事業。每次野外考察，他都爭先恐後到最艱苦地方去，人煙稀少、毒蛇猛獸橫行、危崖絕壁的地方都留下了朱森的足跡。他和李四光一樣，從不迷信“權威”。他留學美國時專攻地質學，回國後任中央大學和重慶大學的地質學教授，由於他長年累月地刻苦學習，加之堅持經常去野外調查，勞累過度，得了重病。當時的教授每月隻能得到五鬥米，難以供養他七口之家。又因為朱森對蔣介石政府倒行逆施推行反動政策極為不滿，招來了國民黨對他造謠中傷，強加於他莫須有的種種罪名，停發了五鬥米的工資，在貧病交迫之下去世，年僅41歲。李四光對朱森的死感到非常痛惜和悲憤。為悼念朱森，他伏案疾書寫下一首《悼子元》（子元即朱森的別名的詩）
崎嶇五嶺路，嗟君從我遊。峰巒隱複見，環繞湘水頭。風雲忽變色，瘴癘蒙金甌。森兮複何在？石跡耿千秋。
李四光放下筆，悲痛已極，心中想：朱森啊！願你在九泉之下能看到將來我國地質事業興旺發達的一天。
一次，李四光應廈門大學邀請，前去做學術報告，內容是他第一次公開提出確定的地質力學。到場的廣大師生驚喜若狂，千百雙眼睛向著李四光投出敬佩的目光。報告以鏗鏘有力的宏亮聲音向廣大師生宣告：
“地質力學是在我們祖國地質構造的基礎上確立的，它把地質學和力學結合起來，使力學進人地貢研究的領域，它可以研究礦產的分布、工程地質、地震地質，以及整個地殼運動的規律……”
話音剛落，聽眾為我國有了自己的獨特地質理論又一次發出長時間的掌聲。
廈門大學的學術報告剛剛結束，李四光又應邀到廣西大學講學。廣西大學禮堂裏，人們坐得滿滿的，李四光健步走上講台說：
“今天我講的是地質構造中關於岩石變形的問題。這個問題，首先要注意岩石力學性質，然後要考慮各種岩石對應力作用的表現。例如，岩石的彈性、塑性、彈塑性、滯彈性等需要進一步結合地質現象做出岩石力學方麵的實驗，把各種岩石試樣放在不同的條件下進行實驗，可以了解各種岩石在不同的壓力條件下試樣變形蠕變或破裂的反映。”