Elle prend la nationalité française en 1937 et, pendant la Seconde Guerre mondiale, joue un rôle important dans la résistance à l’occupant. Elle utilisera ensuite sa grande popularité dans la lutte contre le racisme, et pour l’émancipation des Noirs, en particulier en soutenant le Civil Rights Movement de Martin Luther King.

 En septembre 1939, quand la France déclara la guerre à l’Allemagne en réponse à l’invasion de la Pologne, Joséphine fut recrutée par le Deuxième Bureau. On y cherchait en effet des gens dont leur profession permettait de se déplacer librement et de recueillir des informations. Dans les faits, ce fut Daniel Marouani, frère aîné de l’agent de Joséphine, qui suggéra à Jacques Abtey, chef du contre-espionnage militaire à Paris, de l’engager. Ainsi, durant la drôle de guerre, entre septembre 1939 et mai 1940, Joséphine glana toutes les informations qu’elle put sur l’emplacement des troupes allemandes auprès des officiels qu’elle rencontrait dans des soirées. Elle reprenait le soir sa place au Casino de Paris. À cet effet, elle fréquente la haute société parisienne, puis se mobilise pour la Croix-Rouge. Après la bataille de France, elle s’engage le 24 novembre 1940 dans les services secrets de la France libre, toujours via le commandant Abtey, qui reste son officier traitant jusqu’à la Libération, en France puis en Afrique du Nord où elle était sous la protection de Si Ahmed « Belbachir Haskouri, Chef du cabinet khalifien du Maroc espagnol. Elle s’acquitte durant la guerre de missions importantes, et reste connue pour avoir utilisé ses partitions musicales pour dissimuler des messages. 

Rencontre avec de Gaulle Joséphine se mit à chanter régulièrement pour les soldats français, britanniques et américains d’Afrique du Nord. Elle devint à cette époque une vraie gaulliste. Ainsi, au printemps 1943, de Gaulle installant à Alger son quartier général, il lui offrit une petite croix de Lorraine en or pour la remercier de ses services. Elle était son ambassadeur, son instrument de propagande en Afrique du Nord. 

 Engagée ensuite dans les forces féminines de l’armée de l’air, elle débarque à Marseille en octobre 1944.