那时候河北任丘大苟各庄一带，高士一的家族本来过着安稳日子，靠着大片田地维持生计。1937年七七事变爆发，日军开始往华北推进，地方上很快就乱起来。高士一跟当地几个共产党员杨琪良和高万德一起，在十月里把附近的联庄力量拢到一块，搞起了人民自卫军第五路，他担任总指挥，杨琪良负责政治工作。这支队伍从一开始就跟着党的抗日民族统一战线走，很快在冀中平原活动开来。

队伍拉起来后，供给成了头等大事。1938年二月左右，部队人数增加得快，吃穿用度跟不上，党组织就让高士一出面找当地绅士商量筹款的事。他带头把自家的一部分家底拿出来支持，别的绅士也跟着捐了些钱粮，这才让部队过了那个春节的难关。六月，上级下命令，第五路改成八路军三纵队独立第一支队，高士一继续当司令员，杨琪良还是政治部主任。九月，部队编成三个团，又调整为冀中军区独立第四支队，他照样负责指挥。

那段时间日军把这支队伍当成麻烦，几次交手都没占到便宜。1938年底，他们纠集日伪军几百人突然扑向高家场，烧了部分房子，还抓了高士一的侄子高万玉和高万峰做人质，后来放回一个带信劝降。高士一直接把信撕了，表示绝不妥协。日军见软的不行，就杀了人质，这件事反而让队伍里的人更下定决心继续打。

1939年一月，八路军一二〇师主力挺进冀中，派来一批红军老干部加强地方武装。二月，独立第四支队也分到这些干部，幸世修担任政委。不久，高士一经幸世修和杨琪良介绍加入了中国共产党。三月二十八日，独立第四支队的三个团跟一二〇师七一五团一部分合编成一二〇师独立第一旅，高士一任旅长，王尚荣当副旅长，朱辉照任政委，幸世修任副政委，杨琪良继续做政治部主任。

四月下旬，在贺龙师长和关向应政委指挥下，独立第一旅参加了河间齐会到南留路一带的战斗。这场仗打了整整三昼夜，部队在平原地形上跟日军第二十七师团吉田大队正面较量，最后把那股敌人打垮了。这次战斗让独立第一旅在冀中站稳了脚跟，也证明了合编后的队伍能打硬仗。

战斗结束后，部队继续在冀中配合友军行动，粉碎了日伪几次扫荡。到一九四〇年一月中旬，独立第一旅开赴晋西北，跟当地部队一起负责建设巩固那边的抗日根据地。一九四二年，部队又接到命令调到陕甘宁边区绥德县，接替三五九旅的防务，担负起保卫边区和党中央的任务。高士一一直跟着部队走，负责指挥和协调这些调动。

一九四三年四月，高士一调到延安中央党校学习。因为当时有些学员文化基础弱，党校专门设了个秘书处管生产工作，他担任处长，组织大家搞生产保障学习和生活。抗日胜利后，他离开独立第一旅，先后在晋绥军区后勤部担任副部长，负责物资保障和运输安排。

解放战争期间，高士一调到第一野战军后勤部运输部工作，那时候他已经年过半百，还坚持参与枪支弹药和粮食的筹措运输，保障部队向西北方向推进。新中国成立以后，他转到地方，先在西北财经委员会担任副秘书长，处理财经协调的事务。接着又在西北建筑工程总局当副局长，陕西省交通厅担任厅长，接管西北交通系统相关工作，重点抓基础设施的恢复和建设。

一九六一年，他奉调到北京，任国务院参事室参事，参与国家层面的咨询事务。国务院领导一直关心他的工作和生活，在后来的困难时期也给了必要的保护。一九六八年六月十六日，高士一因病在北京逝世，终年七十五岁。