1941年6月22日蘇德戰爭爆發，不懂俄文的冼星海“沒有辦法為戰爭效力，他便想回國”。但由於新疆軍閥盛世才已露出了反共反人民的真面目，冼星海一行無法透過新疆返回延安。

當時，林彪正在蘇聯治病。迫於日益嚴峻的戰爭形勢，林彪不得不中斷養病回國。由於林彪當時是抗日的名將和原黃埔軍校的學生，他不僅有專機，還持有國民黨政府發給他的邊境通行證。而其他來自延安的同志都被國民黨政府視作“洪水猛獸”。為了順利透過國民黨軍隊的嚴密封鎖，冼星海一行原準備扮作林彪的隨從、翻譯，坐林彪的專機回國。也許是為了安撫大家的情緒，林彪原來也勉強同意了。然而就在臨登飛機之前，林彪卻突然變卦，拒絕了冼星海一行的請求，只答應給每個人帶封家書。林彪的目的很清楚，就是害怕國民黨軍隊查出隨行人員的真實身份，自己受到連累。就這樣，冼星海發出了給在國內妻兒的最後一封家書。這封家書至今還儲存在冼星海的女兒洗妮娜手裡。冼星海一行回國的最後希望被無情地打碎了。

1941年9月，林彪離開莫斯科幾天後，冼星海一行也離開了戰亂中的莫斯科，先後轉移到蘇聯的幾個加盟共和國。根據中共中央的指示，冬季他們又到了蒙古人民共和國，準備取道蒙古回國。“但在國境線上受到阻礙，他沒有方法可以回來”，只得流浪在烏蘭巴托。

1942年12月9日，他不得不輾轉到阿拉木圖，以“黃訓”的化名取得“政治居留權”。在阿拉木圖，冼星海結識了作曲家拜卡達莫夫和薩科里斯基等哈薩克音樂界的朋友，才擺脫了居無定所，食不果腹的窘境。在深厚友誼的鼓舞下，冼星海重又拿起了創作筆。他經常去傾聽各種音樂會，邀請哈薩克音樂家演奏民歌，貪婪地汲取當地民族音樂的養分。他以自己敏捷的樂思，將許多哈薩克民歌改編成一首首小提琴曲和鋼琴曲。他還創作了表現蘇聯人民反法西斯戰爭的《第二(神聖之戰)交響樂》和歌頌蘇聯民族英雄的交響詩《阿曼蓋爾德》、交響組曲《滿江紅》，撰寫了《論中國的民族音樂形式》、《民歌與中國新音樂》等論著。處在“飢寒交迫之中”的冼星海，1944年1月30日抵達哈薩克共和國的庫斯坦奈州，住十月大街44號22室。病中的冼星海雖然身體軟弱不堪，但從1945年1月27日開始至2月15日，仍然堅持完成了《中國狂想曲》的鋼琴部分，充分表現祖國人民和蘇聯人民反對法西斯鬥爭的精神。

1945年初夏，冼星海在他的猶太族夫人的陪同下，從哈薩克共和國再次回到戰亂中的莫斯科。當時，共產國際這個國際組織早已在1943年解散了，中共也沒有正式代表團常駐莫斯科。加之，戰事激烈，國際救濟會也無力安排他的住宿。重病中的冼星海，走投無路，經多方打聽，就到莫斯科外國文出版社找到了李立三。

李立三一見冼星海這種境況，非常同情。他義無反顧，二話不說，當即就把重病中的冼星海接到自己的家裡安頓下來。戰亂中的莫斯科，各種物資都實行配給制，食品供應相當奇缺自不用說。李立三在住房方面尤為困難。因為，1939年11月4日李立三從監獄中被釋放出來後，被停止了黨籍，成為在莫斯科的無國籍遊民。特別是原來在共產國際的宿舍，早已被別人佔用。他沒有去處，只得擠住在岳母家中。岳母家的房子，也只有約30平方米的一個大間，當中用一幅白布簾相隔，本來就已經是擁擠不堪了，再要把冼星海夫婦安排進來，實在是難上加難。可是，他們又怎能忍心把祖國來的親人拒之門外呢？李立三與家人商量的結果是：把自己的床鋪讓給病中的冼星海夫婦，自己卻擠在臨時鋪的地鋪上。

李立三夫婦不僅要幫助冼星海聯絡治病，更要為解決冼星海夫婦的食品來源日夜操勞，全家都不得安寧。後來，林莉、孫維世、李特特等一些中國同志聞訊趕到李立三家裡去看望冼星海時，無不觸景生情，齊聲讚美李立三夫婦對同志的真摯感情和捨己助人的崇高美德，改變了過去因李立三犯過錯誤而引起的對李立三的一些偏見和誤解。

冼星海在經歷了幾年漂泊之後，得到李立三全家無微不至的關懷照顧，感到極大安慰。經李立三的多方奔波聯絡，一個多月後才得到蘇聯國際救濟總會的幫助，把冼星海送到莫斯科的醫院治療，李立三夫婦經常到醫院去看望照料。由於冼星海身患嚴重的血癌，沉痾積疾，醫院已無回天之力。1945年10月30日，冼星海病逝在莫斯科的醫院中，終年僅40歲。李立三夫婦善始善終地幫助料理後事，與蘇方一起共同為冼星海舉行了隆重的安葬儀式。蘇方致悼詞的是後來為《莫斯科——北京》譜曲的著名音樂家穆拉德里(Mypagenu)。最後，人們把冼星海安葬在莫斯科近郊的一個公墓裡，骨灰盛放在一個灰色大理石小匣裡，匣子正中鑲著一張他的橢圓形照片，周圍環繞著緞制的花束，下面刻著金色的俄文字：中國作曲家、愛國主義者、共產黨員黃訓。