1936年，曹禺應國立劇專校長余上沅之邀，來到南京任教。1937年抗日戰爭爆發，日寇轟炸南京，學校奉命轉移。8月劇專西遷長沙時，曹禺因哥哥萬家修病故而回天津，遭到日本特務的追蹤，他遂化裝成商人，乘英國太古公司輪船，繞道香港經武漢，再轉長沙回到學校。12月11日，曹禺聽徐特立講演抗日救國十大綱領，對徐老講的“抗戰必勝，日本必敗”甚為感動。

后友人告知，延安方面歡迎茅盾、巴金、曹禺、沈從文等作家去延安。沈從文由武漢赴長沙，與曹禺同去八路軍駐湘辦事處，拜訪徐特立，商談去延安事宜。后來，由于日軍空襲越來越頻繁，劇專又奉命向大后方轉移，此事未能成行。1938年年初開始，劇專輾轉遷徙宜昌、萬縣、重慶、江安等地。

在八年的流亡遷徙中，學校把教學和抗戰救亡緊密結合起來。曹禺與劇專的師生們組織起“戰時巡回公演劇團”，每到一地，曹禺總是親自把鑼拿上，招呼同學，招呼群眾，高唱抗日歌曲，

演出抗戰救亡戲劇，喚起民眾的抗戰熱情。在湘、鄂、川等地的街頭廣場，他們演出了《流亡者之歌》《放下你的鞭子》《瘋了的母親》《覺悟》等街頭抗戰劇。當時許多報社的記者對演出跟蹤報道，1937年10月3日，《大公報》報道“國立劇專學校巡回公演劇團演員憤慨倭寇殘暴，沿街演唱，一時觀眾如山，肅然感奮”。

在條件惡劣的流亡辦學中，他們還組織“戰時戲劇講座”，曹禺總是第一講。他們一般上午上課，下午排戲，晚上演出，課余時間就用自編的小節目去慰問受傷的抗戰將士。

曹禺與宋之的合作改編的抗戰第一部大戲《全民總動員》于1938年10月完成，曹禺寫了劇中的第三幕，10月29日在重慶國泰戲院公演，轟動山城。導演團由張道藩、余上沅、曹禺、宋之的、沈西苓、應云衛組成，他們和演員白楊、趙丹、江村、張瑞芳、舒繡文、凌琯如、魏鶴齡等飾演了劇中的角色。演出后，應云衛對曹禺的表演贊嘆不已：“畢竟是萬家寶，老經驗，連一點子戲總被擠足了出來，抓得住觀眾。”

1939年4月，日機大肆轟炸重慶，劇專又疏散遷至江安。在這里，曹禺將構思已久的抗戰大戲《蛻變》，用了差不多一個月時間完成了，演出引起轟動。曹禺說，此劇的關鍵“是我們民族在抗戰中一種‘蛻’舊‘變’新的氣象”。

有一次演出，蔣介石也來看，之后傳下話來，《蛻變》停演，原因是結尾丁大夫揮動著小傷員送她的紅肚兜與傷員告別，就像一面紅旗在臺上招展，還有就是丁大夫之子丁昌傷愈重上前線，唱了《游擊隊歌》。于是，張道藩被叫去訓斥了一頓。一位國民黨宣傳大員希望曹禺改動一下，曹禺說“寫戲還是我們內行，這樣的事還是讓我們自己來搞吧”，拒絕了修改。由于蔣介石的干涉，《蛻變》一度遭禁，但迫于輿論壓力，后又不得不開禁。

此外，抗戰時期曹禺還創作、改編、參演了大量適應抗戰和教學需要的小戲劇和活報劇，創作了經典劇作《北京人》，并將巴金小說《家》改編成戲劇。