在馬本齋率領下，回民支隊深深扎根于魯西北這塊土地上，奮戰在冀魯豫邊區抗日戰場上，令敵人聞風喪膽。
1942年9月，剛到達冀魯豫邊區，馬本齋就指揮回民支隊參加了突破日軍九二七“鐵壁合圍”作戰，在濮陽柳下屯以東伏擊敵人，并跳出合圍圈。11月，回民支隊開赴魯西北，在回民中心區朝（城）北張魯集稍作休整后，立即同軍分區基干武裝一起，帶領游擊隊和民兵展開反“掃蕩”、反“清剿”斗爭�；孛裰ш犗纫浴耙叱龆础睉鹦g，消滅了冠（縣）東、莘（縣）北地區偽軍齊子修部薄光三旅一部，擊斃其副參謀長，并全殲前來增援的偽軍一個中隊，后以一部兵力在莘縣西南焦花園、大宋莊伏擊敵人，斃傷日軍10余人，俘偽軍30人，以另一部配合基干團深入冠堂公路以北活動，連克冠縣西堤固、趙固、煙莊、二十里鋪等據點，殲偽軍數百人。此后一年多，回民支隊猛打巧戰，神出鬼沒，東征西討于魯西北和豫北昆吾、尚和一帶，遏制了日、偽軍對抗日根據地的“蠶食”，鞏固、擴大了抗日根據地。按照軍區統一部署，1943年7月，回民支隊參加了朝南戰役，對偽軍文大可部予以痛擊，11月，積極有力地牽制、襲擾偽軍王清翰部，保障了八公橋戰斗的順利進行。
馬本齋回民支隊敢大惡仗，會打巧仗。在攻克冠縣田寨據點時，馬本齋創造性地使用“土坦克”爆破法，嚇得偽軍繳械投降。1943年11月，冀魯豫軍區采用馬本齋建議的“牛刀子鉆心戰術”，集中優勢兵力，發動突然襲擊，首先打掉八公橋，再清掃外圍據點，將孫良誠偽第二方面軍總部直屬隊全部消滅。馬本齋卓越的軍事指揮才能受到軍區指戰員的稱贊，冀魯豫區黨委書記黃敬贊揚他是“后起的天才軍事家”。
1944年1月，回民支隊奉命開赴陜甘寧邊區保衛延安，頸部患有嚴重對口瘡的馬本齋，叮囑指戰員“要跟著黨，跟著毛主席，抗戰到底。”2月7日，馬本齋病逝。延安各界為他舉行了隆重的追悼大會，毛澤東送挽詞“馬本齋同志不死”，中央軍委副主席、八路軍總司令朱德送挽聯“壯志難移，回漢各族模范；大節不死，母子兩代英雄”，中央軍委副主席周恩來送挽聯“民族英雄，吾黨戰士”。遵照馬本齋遺囑，其遺體安葬在張魯集。
