1942年，李约瑟受英国文化委员会等机构的资助和派遣来华，支持战时中国的科学研究。李约瑟一方面作为英国皇家学会会员来华访问、交流，另一方面他最重要的官方身份则是中英科学合作馆的馆长。二战期间，中国科技界在物资和信息沟通方面遭遇了前所未有的困难。1943年到1946年，李约瑟通过领导中英科学合作馆，将西方的图书、物资运送到西南联合大学以及清华大学各特种研究所，保障了清华大学的科学研究在抗日战争时期继续进行。同时，清华大学也通过李约瑟和中英科学合作馆将其科研成果传播到了西方学术界，并且以艰苦奋斗的精神感染了西方盟国科学家。
　　“地址不详邮件科”
　　清华大学特种研究所是李约瑟首次来华的第一站。1939年，清华、北大、南开三所大学由长沙迁往昆明。为了避免时常遭到的空袭干扰，到达昆明不久，清华大学就将5个特种研究所疏散落户到昆明市郊外。其中金属、无线电和农业三个研究所迁至一个只有十几户人家的小村落——大普集。在大普集村，农业研究所实验室隔壁的房间，就是李约瑟第一次在中国安营扎寨的地方。
　　李约瑟在大普集居住期间，经常与清华大学的教师和工作人员座谈，还与居住在大普集附近的西南联大教授进行了各种形式的科学文化交流活动。清华大学农业研究所的汤佩松教授是一位生物化学家，其在中国研究的课题与李约瑟在剑桥的课题非常相似。虽然未曾谋面，双方都熟悉彼此在刊物上发表的论文，并且互相欣赏。在大普集见面之后，汤佩松同李约瑟就生物化学领域的共同课题作了深入的交流。汤佩松还推荐李约瑟访问了昆明附近的其他科研人员和学术机关。这些极为热情和富有意义的活动促进了“中英科学合作馆”的建立。
　　中英科学合作馆于1943年正式成立，由中英两国17位科学家组成，包括李约瑟和他的夫人多羅西·莫伊尔博士。中英科学合作馆主要担负战时对中国的科研和教育机构援助物资、提供信息的任务。与此同时，李约瑟在国外发表了大量论文，推介中国的科学文化。
　　那时，李约瑟将中英科学合作馆所扮演的角色概括为“地址不详邮件科”。在信息闭塞的战争时期，邮递的地址连寄件人本人都不甚清楚，中英科学合作馆的目标则是保证邮件找到正确的目的地。无论是将西方的物资、书籍运往中国，还是将中国的研究成果输送到西方，李约瑟都需要替寄件人找到正确的邮件目的地。这也就是李约瑟及其中英科学合作馆将中国与西方科学界联系在一起的方式。正如李约瑟所说：“（中国科学家）不再隐居，不再与科学追求中联合起来的人类主体隔离。这种感觉对他们的士气很重要。”
　　战争期间，中国科学工作者在对外学术交流方面处于完全隔绝的状态，研究经费的缩减和实验设备的损失都非常严重。中英科学合作馆在李约瑟的主持下，将6775册科技图书从海路运到印度再转运到重庆，并将约200种英国科学工程和医学杂志制成微缩胶卷运到中国，这些宝贵的书刊资料成为战时中国科学界的主要信息来源。
　　在实验器材方面，中英科学合作馆曾为清华大学无线电研究所送去几大瓶稀有气体，使真空管的研究得以进行下去，从而保障了战时急需的无线通讯研究。经由中英科学合作馆，农业研究所的生理研究室还得到了一些重要的仪器。另外，李约瑟还安排为农业研究所空运了国内无法得到的各种药品以及ATP制品。亲历了物资的极度匮乏，李约瑟曾发出感慨：供给这些试剂似乎比供给书籍和刊物更加具有必要性。
　　清华学者回馈丰硕成果
　　面对来自西方的援助，清华学者则回馈了丰富的科研成果。在李约瑟的协助下，中英科学合作馆共交给西方出版了24篇清华学者的科学论文，这些论文都是在世界著名的刊物上发表的，对于二战时期的西方科学界具有重要的参考价值。
　　1939年，吴大猷教授曾综合其研究成果，撰写了《多原子分子结构和震动光谱》一书。1943年，李约瑟将吴大猷教授的这本著作寄给了诺贝尔物理学奖得主拉曼。拉曼在给李约瑟的信中称：吴大猷教授的著作对于他和同事们正在进行的研究有着很高的参考价值，一定会使他们获益匪浅。
　　汤佩松和李约瑟是半个多世纪的至交老友。在李约瑟及其夫人的促使下，汤佩松将自己在抗战前和抗战期间所做的研究工作的心得体会和对生命现象的一些基本观点和哲学思想总结而成论文集，并由他们带到英国出版。这本论文集由李约瑟作序，定名为《绿色奴役》（Green Thraldom），于1949年出版。
　　与此同时，李约瑟积极地推荐清华师生出国交流、学习。在李约瑟的努力下，有不少清华大学的学者以“访问学者”的身份被邀请到英国。出国访学不但使这些因为战争而与世隔离了七八年之久的学者们在专业知识方面得到了更新，在一定程度上，也有助于这些教师在精力和生活上的康复。战争结束之后，这些出国访学的学者都为清华大学以及中国科研工作的恢复作出了重要贡献。
　　1946年3月，在李约瑟及其夫人带着一份由清华大学校长梅贻琦领衔一批中国著名学者熊庆来、叶企孙等，共有38人签名的联赠送别辞，离开了中国。