Dorénavant, Il se consacra à des activités journalistiques et à la poésie. Spécialiste de la radio à partir de 1932 et auteur, avec son ami Aléjo Carpentier, de slogans publicitaires vite devenus populaires, il lança aussi avec succès la Complainte de Fantômas sur Radio Paris.
Dès 1934, il adhéra à des mouvements antifascistes. Mobilisé en 1939, il continua la lutte dans la Résistance après la défaite de 1940. Collaborant au quotidien Aujourd’hui, dont le fondateur, Henri Jeanson, fut arrêté, Desnos, "mine de rien", selon son expression, réussit à publier des articles de littérature qui incitaient à préparer un avenir libre. Dans le même temps, il fabriquait de faux papiers pour des Juifs ou des résistants en difficulté pour le réseau AGIR et, sous le pseudonyme de Cancale, il participait aux publications anti-allemandes clandestines, etc.
Arrêté le 22 février 1944 par la Gestapo, emprisonné à Fresnes puis à Compiègne, le 27 avril, il fit partie d'un convoi à destination d’Auschwitz avant d’en prendre un autre pour Buchenwald où il arriva le 12 mai. Deux jours plus tard, il repartait pour le camp de Flossenburg avant d’être acheminé à celui de Flöha, en Saxe, où se trouvait une usine de textile désaffectée reconvertie en usine pour carlingues de Messerschmitt fabriquées par les prisonniers.
Le 14 avril 1945, sous la pression des armées alliées, le camp de Flöha fut évacué. Commença alors une longue marche durant laquelle une partie des prisonniers les plus épuisés fut traînée jusqu’à Theresienstadt, à Terezin (République Tchèque). Robert Desnos était de ceux-là. Dans le dispensaire de fortune, le poète finissait de vivre.
Mais, par extraordinaire, un dernier rayon de soleil lui fut offert. Tout à fait par hasard, un aide soignant, Joseph Stuna, qui connaissait l’œuvre de Desnos, aidé par Aléna Tesarova, fut affecté à la baraque n°2 où gisait Robert sur sa paillasse. Cherchant à l’identifier, Stuna l’entendit répondre dans un souffle « Oui, oui, Robert Desnos, le poète, c'est moi ». Malgré les soins dévoués des deux jeunes gens, il était trop tard.