1930年8月，安子文奉中共中央指示到天津，中共中央北方局书记贺昌留他担任该局交通科科长。10月，北方局经反复查证掌握了原中共天津河北区委负责人李纯已叛变投敌的确凿证据（此时李仍伪装为共产党员，实际上已经被敌人任命为天津市警察局的侦缉队副队长，成了北方局和天津市党组织的最大威胁），安子文受贺昌之命，与天津市委书记童长荣领导中共地下武装人员，在万国桥（今胜利桥）处死李纯。

1931年1月安子文任中共顺直省委秘书长，不久被中共中央通知调往上海中央特科工作。此时叛徒张开运到天津担任国民党警察局侦缉队队长。中共顺直省委要求安子文在离津前负责完成此项除奸任务。3月，安子文带一位同志到中共顺直省委在法租界设立的、以“垦野公司”作招牌的机关里去处理公事，进门后即被预先埋伏的特务逮捕，关进了天津监狱。

1931年6月，安子文与周仲英等政治犯从天津被押送至北平国民党海陆空军副总司令行营军法处，冬季转送至北平草岚子监狱。在该狱中建立的中共党支部（安任支部委员），发动全体政治犯进行了一次争自由的斗争，使刑重者被酌情减刑，有十多个被判刑者获释出狱，并有力地戳穿了国民党玩弄“大赦令”的骗局。其后，党支部团结广大政治犯开展了革命气节教育，提出了“红旗出狱”的口号，还把“慷慨赴死易，从容就义难”的警句作为狱中共产党员座右铭，要求党员在漫长的岁月里接受各种考验和磨炼；针对监狱当局在推行“反省政策”时采取的所谓请法官讲课、牧师说教和强迫政治犯写“反省”文章等措施，党支部团结政治犯进行了巧妙而有效的抵制，还多次发动改善生活和反对虐待的斗争，取得不同程度的胜利。

1936年春，安子文在抗日救亡的形势下，经过党组织积极营救出狱，随后以北平53中学教师为掩护职业，担任中共北平市委组织部部长。西安事变后，他接替黄敬兼管领导北平学委工作，与学委书记蒋南翔等一起，经常研究学联的工作，采取各种形式，发动、组织和鼓励青年学生积极参加抗日救亡运动，积极发展党的组织。在短短七个多月里，从学生运动骨干中吸收了二三百名党员，发展了中共地下组织。同时，他们还组织学生对宋哲元、何基沣以及国民党二十九军官兵进行了卓有成效的统战工作，促使他们采取了抗日的立场。

1937年4月，经孔祥祯介绍，他和山西籍著名民主战士刘少白（抗战开始后经王若飞介绍秘密加入中国共产党）的次女刘竞雄结婚。刘竞雄当时就担负起了掩护地下党工作的任务。1937年卢沟桥事变后不久，北平沦陷，安子文作为北平地下党负责人，首先让市委机关和其他单位同志撤退，自己最后离开北平。到天津后，他爬上一列货车，途经德州、济南、徐州，又折向郑州、石家庄，辗转到达太原，向刚由平津地区迁至太原的中共中央北方局报到后，被留在组织部工作。不久，与几位同志被派往临汾建立后方，以便一旦太原失守，可以将北方局迁址该处。

安子文在临汾县刘封镇找到办公地点后，解决了生活供应中的许多棘手问题，为北方局迁至临汾准备了良好条件。1937年12月底，安子文转赴晋察冀区，担任中共太岳区工作委员会（太岳工委）书记，领导白（圭）晋（城）路以西，同蒲路以东，平遥、介休以南，曲（沃）高（平）公路以北广大地区的中共工作，参与创建太岳抗日根据地。

1938年1月太岳工委归中共晋冀豫省委领导，自1月至8月，安子文任中共晋冀豫省委委员、统战部部长兼太岳工委书记，2月至7月间任中共晋冀豫省委驻沁县办事处主任。在广泛发动群众的基础上，工作队在各地由下而上地建立了农救会、工救会、青救会、妇救会等抗日救国的群众团体，使发动起来的群众有了组织上的依托，太岳区“抗战动员”热潮从此日趋高涨。他还对阎锡山以及太岳区境内国民党驻军的高级将领冯钦哉、高桂滋、刘勘、武士敏等人进行了统战工作，力争团结尽量多的军队和各界人士参加抗日斗争。

1938年3月，朱德、彭德怀、左权率领八路军总部经安泽、屯留，进驻沁县，安经常向他们请示和汇报工作。4月，日军集中了三万多兵力，向太岳和太行发动了第一次“九路围攻”。安子文按八路军总部统一部署，在一二九师师长刘伯承和政委邓小平直接指挥下，通过党政军系统和群众救国团体进行了反“围攻”的一系列准备工作。因地方上做了充分支前准备，八路军、决死队和部分爱国的国民党军队经过二十多天的奋战，歼敌4000多人，收复了晋东南的十八座县城，胜利地粉碎了敌人的“九路围攻”。

同年6月，安子文出席了中共晋冀豫省委在沁县古城召开的扩大会议。这次会议在朱德、彭德怀的参加指导下，经过二十多天讨论，通过了《新形势下省委工作的新任务的决定》（即“6月决定”），指出：在新的形势下，党的任务主要是发展党员与开展群众工作，开展游击战，把晋冀豫边区建设成为坚强巩固的根据地。按照“6月决定”，安子文在太岳区狠抓中共党组织建设，到1938年10月时，太岳区已先后建立了沁县、广源、长子、屯留、平遥五个县委，还建立了安泽和介休两个县的领导机关，对浮山也建立了中共领导关系，全区建立了260多个党支部，共有党员3840人。