Pour raisons de santé. Léon Dumis abandonne ses activités professionnelles et passe en Zone libre pour rejoindre le chalet de montagne qu'il possède en Haute-Savoie. Là, il noue des relations avec le commandant Clerc, chef d'un bataillon de chasseurs alpins et membre de la Résistance, qui lui confie la mission d'infiltrer les services d'information de Vichy. Il travaille dans cet esprit d'abord dans la région d'Annecy, puis de Toulouse à partir de 1942, tout en restant en liaison avec ses camarades de Caen devenus entre-temps membres de l'OCM.

Fin 1943, inquiété par la Milice, Dumis rejoint la Normandie. En décembre, il aide Léonard Gille à convoyer cinq aviateurs alliés, recueillis par le réseau Marie-Odile, vers le maquis de l'Ain.

Début mai 1944, il devient l'adjoint de Roger Dechambre, nommé responsable du 2e Bureau (renseignement) de l'état -major FFI de la subdivision M1 en remplacement de René Duchez recherché par la Gestapo. Quelques semaines plus tard, il devient chef du 1er Bureau (effectifs), avec le grade de capitaine, sous le pseudonyme de "Dumont".