出狱后，尹子勤经同学叶挺介绍与叶剑英相识，在叶剑英推荐下尹子勤出任华北抗日第九路司令兼特派员，在康泽的指挥下与日军作战。尹子勤对康泽（抗日游击总指挥）手下进行的抗日工作有这样的评价：“干部只知道要钱，游而不击。每月到天津领经费六万元，往来旅费耗去七八千元，饷款支出，意见不一，进展困难，十个月游击工作，苦痛万分。”
1938年尹子勤辞职转去上海，与被陈立夫的中统派往上海任除奸总队长的独生儿子尹懋萱（化名詹森，成功暗杀汪伪特工机构负责人李士群的老师、青帮大老季云卿而被报上称为“独行大侠”）会面。正当尹子勤按国民党军委“返渝听用”之命准备绕道云南回重庆时，突然接到蒋介石侍从室密电，要他“协助除奸工作完毕后返渝。”
尹子勤在自传中写道：“儿子懋萱奉电云‘奉总裁面谕，加入伪汪精卫政权充任总队长。相机完成锄奸任务。’况抗战锄奸系为民族救亡，岂敢违命。每日与吴绍澍、尹懋萱集议，在倭寇虎口内冒险工作。上海车站烧毁倭寇弹药车三列、苏州外垮塘以地雷炸毁列车四辆，炸死倭寇军官六十余人，儿子懋萱率兵游击，在常熟白茅口被捕，我亲率三百人冲进倭兵连部，将懋萱救出，倭兵全连缴械。”
原国民党高级特务（中统系）胡均鹤在一份材料中写道：“1940年，因为汪精卫伪政府成立后，为了要搞一些汪伪的上层情报，因此陈立夫认为尹子勤有王辑堂和周佛海的关系，可通过他打入汪政府，所以尹接受任务后，先到华北找王辑堂，这样王将尹介绍给影佐（汪伪政权的日本顾问），由此尹就进入财政部和特工总部。”于是，尹子勤定期对汪政权的情况通过“专报”派人亲送重庆，同时尹子勤也按照陈立夫的指示向汪政权提出一些建议。
在这期间发生了一件对尹子勤打击很大的事情，由于军统派往上海的抗日人员毛森、万里浪、林之江等被极司菲尔德路七十六号“汪伪特工机构”抓捕后，把尹懋萱的真实身份作了举报，1940年6月12日军特务机关立即将尹子勤、尹懋萱父子逮捕，结果尹懋萱被处死，尹子勤则交给汪伪政府，汪精卫将他关押到抗战胜利后才放出。
抗战胜利后，尹子勤为子申冤，得罪军统，又再次入狱。由此，他对国民党的反动、腐朽有了刻骨铭心的认识。他在自传中详细地记录了这段历史：“倭寇投降，淞沪接收，戴笠匪帮毛森、万里浪等，昔日当汉奸头目，危害抗日分子，胜利后充任京沪司令部第二处处长，变成抗战功臣，大捕汉奸，接收敌伪物资，私自变卖，大发横财，汽车洋房无数，且骄气凌人。陈立夫、朱家骅到沪，假南京大戏院招待殉难同志家属，并成立蒙难同志会，我亦被邀到场，因无车钱步行，亲见毛森、万里浪等乘汽车而至，我一恨儿子惨死，衣食无着，毛、万诸汉奸仍然权威赫赫，二恨蒋政权忠奸不分，是非颠倒，愤气攻心，明知攻击匪特要吃亏，为伸张正义，为与众烈士及儿子雪恨申冤计，不顾一切，在会场起立高声质问陈立夫：“毛森、万里浪等人昔日可以捉抗日分子，现在可以捉汉奸，职权是谁人所赋？”
尹子勤一带头，各烈士家属也群起攻击，上海光复后担任副市长的吴绍澍充任会场主席，自然暗中支持尹子勤等人的行为。群情激愤之下，毛森、万里浪等狼狈逃走。陈立夫宣布呈请政府解决。尹子勤带头攻击毛森、万里浪的情形，民国30年10月12日上海《申报》《铁报》记载甚详，均一致支持尹子勤，指责政府不应袒护汉奸。吴绍澍也在各种场合竭力呼吁社会各界支持尹子勤，招致戴笠忌恨。
10月24日，吴绍澍与朋友周世安在同车返回吴官邸的途中，有一辆轿车对驶而来，两车相交时，对面车中突然有人用驳壳枪向吴绍澍射击。吴绍澍长期从事暗杀除奸工作，极其机警，近在咫尺，却是毫发无损，周世安却因此被杀身亡。
尹子勤于当月28日夜里被军统便衣绑架到淞沪司令部稽查处，关押半年，从未审讯，直到戴笠摔死，吴绍澍证明尹子勤‘为抗战子亡、身囚、家破’等情形，尹之家属也向各机关控诉，淞沪司令部才将他移交军法处审讯三次。
法官问他：“你儿子被日寇宪兵枪决，为何偏偏不杀你？”
尹子勤答：“狱中之苦，让任何一个被囚之人渴望早死为幸，倭寇不杀，并非我尹子勤贪生怕死。”
法官又问：“坐监五年，你为何不设法逃生？’
尹子勤答：“日本人看管极严，逃跑无非白日做梦，再者眷属老小八口，与重庆政府脱节，亲友不敢往来，旅费无处筹措，你要是处在我的位置，又当如何？”
旁听席上记者、听众大哗，情绪明显倾向尹子勤一边。
尹子勤反问道：“法官先生，我被抓半年，今日才第一次审讯，请问自己究竟所犯何罪？”
法官道：“你平日毁谤政府，攻击领袖，有伪职嫌疑。”
尹子勤道：“如有毁谤、攻击、伪职等罪，请提出具本事实，毛森身任日寇宪兵队队长，害死有名有姓的抗日分子百余人，为何不逮捕法办？”
法官云：“毛森任伪职时捉的是共产党，并未捉抗日分子。”
尹子勤答：“我的儿子尹懋萱是毛森、万里浪出卖的，共产党与政府联合抗战，危害共产党，迫害共产党，难道不算是危害抗日分子吗？”
法官词穷，“从此不讯”。
幸亏陈立夫尚有天良，再加之吴绍澍与尹懋萱同负锄奸责任，共同出生入死，自是极力营救。在强大社会舆论的压力下，蒋介石不得不将万里浪、林之江等28名军统投敌汉奸公开枪决，尹子勤则被移送上海法院审讯两次，最终无罪开释。
尹子勤被匪奸诬陷，冤禁14个月，惨痛至极，稍有良心者，为其悲惨遭遇酸鼻痛心，释出半月，吴绍澍时任中统上海地区负责人，中统与军统不睦，他与尹子勤之子谊笃，遂向尹引见陈立夫，并劝尹加入中统，以便解决他全家生活。尹子勤招致旷古奇冤，早已看破红尘，以年老体衰多病谢绝，吴绍澍继后面劝三次，尹答自古以来只有儿子荫父亲的恤，没有父亲袭儿子爵的事。并表示“以后永不往还”。
1948年1月1日，李济深在香港正式成立民革总会，在民革秘书长郭春涛的动员下，早已宣称看破红尘的尹子勤又跳回到三界之中，毅然参加了民革组织，并在上海秘密从事反蒋工作。同年5月，根据民革组织的安排，尹子勤随杨杰返回四川开展地下工作。6月，尹子勤回到家乡武胜县，时值川东地下党领导的武装起义正在武胜、岳池、广安等地举行。起义失败后，大批农民武装起义人员被国民党逮捕，尹子勤联络乡中耆老多方予以营救，被捕人员除少数送往重庆关押外，大多数人员在当地被营救释放。为此，尹子勤遭到特务的监视，并差一点遭到暗杀。尹子勤不得不化装逃往成都。
1949年7月，尹子勤又到重庆，与杨杰商量武装起义之事，不幸于8月25日被西财政长官公署行辕二处特务逮捕，转往白公馆看守所关押。
脱险后，尹子勤回到家乡，始在武胜县政府做征粮、肃匪工作，后任川北行署参事、四川省政府参事室参事。在1957年反右斗争中，尹子勤被划为极右分子，受到了撤销参事室参事、开除民革党籍、监督劳动的处分。1960年于贫病交加中郁郁死去。1982年，四川省人民政府参事室对尹子勤被划为极右分子的问题进行了复查，经中共四川省委统战部批准的复查结论为：……现决定将原划尹子勤为极右分子的处分结论予以撤销。建议‘民革’撤销开除‘民革’党籍的处分，并恢复其党籍。”