起义后，蒋介石却不准八路军收编该部，他亲自到山西省黎城县桐峪镇谒见朱德、彭德怀。为了坚持联合抗日，经八路军总部研究决定，让宇宙接受蒋介石委任的河北游击司令，被国民党任命为冀察战区独立第一游击队中将司令。1940年6月，在西安国民党中央军委西北干部训练班受训中，被迫集体加入了国民党。

他坚持抗日，保护中共地下党组织向白区发展，还选派秦秀峰等10余名青年，送延安抗大学习，遭到国民党的嫉恨。1940年冬，蒋介石密令27军军长范汉杰，在山西陵川逮捕宇宙，严刑逼供，要他交出部队中共产党员与抗大学员名单。他坚贞不屈，被国民党军法处判处15年徒刑，转囚于西安第一监狱。

1942年被胡宗南开除国民党党籍，1944年4月黄宇宙妻子郑瑛在西安被胡宗南的特务毒打而死。

1944年3月，他被保外就医，带病潜至洛阳，在中共豫西地下党负责人刘西庚等人协助下，重新组织抗日游击队，先后消灭地主武装秦敏参部和蒋介石的亲信——冀鲁边游击总指挥邵鸿基部。10月，辗转至八路军豫西支队，与皮定均、徐子荣、孔祥贞并肩抗日，后任太行军区司令部高参，并参加太行山区土改运动。

1946—1947年太行解放区整风运动中，他被误认为“国民党特务”而冤狱。1954年北京市人民法院予以平反，宣布无罪，而后他被分配到青海戈壁滩农场从事土壤改良工作。

1962年因病来到哈尔滨养老院，1974年被选为黑龙江省人大常委，1976年被任命为黑龙江省文史馆副馆长，而后，当选为黑龙江省政协常委，任省文史馆名誉馆长。

1987年12月，82岁高龄的黄宇宙被批准为中国共产党党员，重新回到了党的怀抱。

1998年7月病逝，享年93岁。

1931年“九一八”事变后，黄宇宙在北平受东北民众抗日救国会的委托，持张学良的亲笔信，在长白山区组织抗日力量，经对唐聚五部的策反，成立了“辽东抗日义勇军”，并任副总指挥，又动员14个县的抗日力量，转战于通化、临江、清源、柳河、宽甸等地。昌台一战，歼灭汉奸于藏山部60余人，获枪百余支，子弹千余发。9月初，率义勇军两进沈阳，与日军巷战，致使日军伤亡惨重，损失部分坦克和飞机。

“七七”事变后，黄宇宙为太行山南麓抗日斗争的领导人。1938年3月29日，第一战区游击司令李福和叛国投日，任皇协军第一军军长，充当“东方的佛朗哥”，逮捕了黄宇宙，逼其参加皇协军。这时，中共地下党员、八路军129师386旅敌工股长张鸿仪带来陈赓的亲笔信，要他乘机“打进敌人心脏里爆炸”。黄宇宙在共产党的指示下当了皇协军“师长”，决心待机除逆。

8月7日，李福和陪同日军参谋长长川少将等高级官员，乘大小汽车7辆，上有3架飞机护送，气势凶凶地由北平到达安阳县水冶时，宇宙陪同检阅，突然举起左手，暗示起义，当场击毙日军长川少将与汉奸李福和，伏兵齐出，把日军植田大佐、前田少佐，16名教官、32名士兵，尽毙于曲沟之野。这震惊中外的水冶起义，《新华日报》、《大公报》及英、法、苏，美的报纸均作了报道。《大公报》的社评称：“不独为国家除逆，且彰敌寇之丑于世界，其功甚伟，可以百世而不朽也”！

1938年9月10日，毛主席高度评价：“黄宇宙一个人顶十万大军，十万大军也不一定能消灭这么多日伪高级将领”。

对于黄宇宙的革命事迹，哈尔滨工业大学中共党史教研室发表了《粉碎“东方佛朗哥”始末》的研究报告，黑龙江省文史馆和全国政协发表了“辽东抗日义勇军始末”和“杀倭寇除奸记”，《哈尔滨日报》发表了对宇宙的“专访”，都给予很高的评价。