實際上，所謂的「故宮盜寶案」，完全是一場蓄意陷害的陰謀，他從一個側面展示了國民黨官場的腐敗和當時司法界的黑暗，但卻造成了極其惡劣的結果，特別是對故宮博物院的聲譽，造成了極大的損失。因易辭職而上任的馬衡也在此過程中受到了質疑。因雙方都是他的朋友，故他的沉默，在雙方看來都不明朗。實際上馬衡心裡是很明白的，1950年他曾寫有《附識》專門提到此問題，明顯地同情老院長易培基，言其苦衷時則說：「余於廿二年秋，被命繼任院事，時盜寶案轟動全國，黑白混淆，一若故宮中人無一非穿窬之流者，餘生平愛惜羽毛，豈有投入漩渦，但屢辭不獲，乃提出條件：只理院事，不問易案。因請重點文物，別立清冊，經劃清前後責任……」
易培基辭職，國民黨元老於右任、吳稚琿等一干人，都紛紛推薦馬衡出山，於是馬衡就在不知情的狀況下由家人送到北京車站，被召到了南京。馬衡住在小旅館裡，不知道國民政府召集他來有什麼事情。原來經過中央委員會一致推薦，他已經被列為新的故宮博物院院長人選。一直覺得做學問比做官重要的馬衡聽到消息後並不高興，再三推辭後，蔣介石出來一語定了乾坤：「我看大家一致推舉，馬先生就不必過謙了吧」。時人多以為，精於金石、超脫政治是馬衡被選中的根本原因，亦有人以為不排除蔣介石對寧波老鄉的那份特殊的信任。不管怎麼說，馬衡還是不得不辭去北京大學教授一職，在眾望所歸中從1934年4月走馬上任，正式擔任故宮博物院院長。
報紙刊登了這一消息，馬衡的學者生涯立刻就變化了。從南京回來，接站的人就成群結隊了，當時故宮博物院院長級別很高，算是國民政府的大官。火車站有人掛起了橫幅，歡迎馬衡歸來。去時送親的家人歸來後已經擠不上前迎接馬衡了。
馬衡的氣派一下子就大多了，進出立刻就有汽車接送，月工資也一下子漲到了1360大洋，他不再是妻子眼裡的那個「破教授」了。但馬衡自己還是若無其事的樣子。沉重的擔子已經壓在他的心頭，馬衡一生中最重大的歷史使命已經擺在他的眼前：主持國寶的安全西遷，維繫民族的人文命脈。頭斷血流，不辱使命也。
人們一般以為的故宮國寶南遷是從1937年的抗日戰爭前開始，其實大不為然。這場民族間的侵略與反侵略戰爭，早就打響了，只是因其沒有硝煙，是場看不見的戰爭，故一般不被人所見。
馬衡是一個有著深厚愛國思想與民族氣節的中國大知識分子。1927年因日本學術界邀請，他曾赴日本講學，結識了許多日本朋友。1931年日本鯨吞我東北之後，馬衡立即與他們斷交，即使對方登門造訪也拒不會見。
與此同時，故宮國寶的南遷，從此也就開始了。
其實南遷伊始，人們對此是有分歧的。國之寶器的遷移，勢必撼動民心，馬衡等30餘名文化人當時還曾聯名寫信給政府，要求把文物挪往離京城更近的保定，誰知後來戰局越發緊張，學者們終於統一思想：國亡有復國之日，文化一亡將永無法補救。1932年，裝箱南運的工作開始，其中古物館的裝箱工作是各館中最為繁重的，馬衡既然主持著古物館工作，負責組織的便正是裝運古物館文物。南遷分五批，馬衡負責了第四批的監運。全部文物都運往了他曾經半生度過的地方——上海。
1933年2月5日夜間，第一批文物2118箱用小推車悄悄推到前門火車站，裝了18車皮。此時的馬衡，經常在南京、上海、北平三地往來，妻子葉薇卿也因此回到了闊別多年的故土上海居住。四子六女中，除三子夭折之外，其餘幾個女兒或出嫁，或隨母，倒還算太平。就是那三個兒子頗讓馬衡費神。
長子馬太龍畢業於蘇州吳江大學法律系，操一口流利的英語，諸子女中，在書法篆刻方面，最得父親家傳。父親不讓他吃洋飯，推薦他到南京政府考試院，先後在戴季陶和於右任手下工作。馬太龍雖對國民黨政府的腐敗深惡痛絕，但還算有碗飯吃，暫不須馬衡操心。
比長子只小一歲的次子馬彥祥則完全成了個另類。1917年他隨父北上時曾經過繼給了天津九叔馬廉家，那年他剛十歲，等到三年後再回到父親身邊，已經是個誰也管不住的淘氣小子了。他的弟弟馬文沖對此有著一段生動的回憶：「二哥讀中學時候熱衷戲曲，晚上常常跑出去看戲，父親屢禁不止，下令鎖上大門，他竟翻牆而去，後來為了徹底擺脫父親的管束，留書一封，離家出走。我與三姐去看他，見他挺好，正在桌子上寫稿子。一年也不回來，靠自己寫稿掙錢養活自己，生活過得挺好。母親從上海回來後發脾氣，罵我父親，說連兒子也管不住，要找他回來。二哥回來後，母親大發脾氣，要二哥跪下磕頭賠罪，二哥去父親書房認錯，父親氣得連話也說不出來。母親反過來就罵父親管不住，後來就把二哥帶到上海去讀書了。」
一個能夠把故宮文物國寶管理得井井有條的大學者，卻管不住自己的兒子，只有氣得話說不出來的份，今天想來，反讓人忍俊不禁。馬彥祥1925年考入復旦大學中文系，因深受大戲劇家洪深影響，從此步入劇壇。抗戰伊始，他已經成為中國劇壇著名的戲劇理論家和作家。他登台扮演《日出》中的胡四，則被公認為「天下第一胡四」。叛逆的青年往往激進，激進的青年最為左傾，從三十年代開始，馬彥祥就接近共產黨，提出了加入共產黨的要求。這麼一個兒子，完全有著自己的信仰，自己的事業，自己的生活，馬衡從管不住他，竟然也慢慢認可他了。
最頭痛的好像還是他那個小兒子，1916年出生的馬文沖。從1932年開始馬衡出入無定，舉家南歸之時起，北京十幾個人住的大房子裡面只有馬文沖帶著僕人居住。當時馬文沖中學畢業，在中法大學讀了一年書，馬衡一回家就要考察他的學業，他希望兒子能夠繼承家族傳統，做學問安身立命。同時他又覺得下一代人應該去學習更現代的學問，所以一直督促他學習的是地質學。誰知好動的馬文沖偏愛上了父親所有愛好中最不起眼的一個愛好，「偏那時候我愛體育，整天就想打球。還冒充東北籍貫報考黃埔軍校」，被馬衡大罵一頓。父親如此大罵兒子是有道理的，中國人是最講祖籍、認祖墳的，故馬衡家大門口掛匾為「鄞縣馬」。馬文沖為了當兵考軍校，竟然連祖籍都不要了，馬衡很生氣，故不許他上軍校。
1933年7月，故宮博物院理事會通過了成立南京分院的決定，將南遷文物存放在首都南京。第二年，馬文沖由母親做主，同意他報考黃埔軍校第11期，當馬文沖把這一消息告訴馬衡時，出乎意料地發現父親深表讚賞和支持。國難日深，國家存亡，馬衡已經改變了一向教育救國的主張。到了南京的黃埔軍校後，馬文沖才有機會看見上海租界的故宮倉庫和正在興建的朝天門故宮博物院南京分院，他的印象中，上海租界倉庫有兩個圓形大銅門，有360多位數的密碼，極其複雜。而南京的地下倉庫則更是一個巨大工程:有專門的發電廠和人造空氣，分地上地下三層。他也這才知道父親的工作有多麼艱巨。
那年8月，正值馬衡的母親李氏過世，馬衡按照儒家之禮儀，很長時間沒有刮鬍子，穿著灰布大褂，鞋子上還鑲著一道白邊。數月後他的九弟馬廉又突逝北大教室。國仇家難，馬衡無法兩頭關照，那時馬衡經常就住在南京，監督倉庫工程早日完工，只得讓五弟馬鑑為母親和弟弟發喪。自己則在往來書信中，將硃砂印泥改為藍色印泥鈐印。
將朱色改為藍色，只這一個細節，孝子之孝，文人之文，盡在其中矣。
1933年至1944年，故宮1、3萬餘箱書畫、銅器、瓷器、玉器精品及善本歷經11年，行程萬餘裡，先遷上海，後遷南京，再遷西南大後方，每一遷都驚心動魄，每一遷都留下了難忘故事。在日寇侵華期間，全國文物損失慘重，但故宮文物卻無甚損失，這不能不說是一個奇跡。而領銜的院長馬衡從不居功，甚至很少提及，這正是馬衡不以物喜、不以己悲的天性一貫的始然。
1937年7月抗日戰爭爆發，繼之「八·一三」上海烽火又起，馬衡與馬文沖父子倆在南京經常碰頭，那也是他和父親很親近的一段時光。就在朝天門工程即將完工時，「七七事變」爆發，抗戰全面開始，馬文沖被調往淞滬戰場，他清楚地記得父親滿臉祥和，對他說不要貪生怕死，打仗要勇敢。他不知道，雖然不上戰場，父親肩負的任務一點不比他輕。國寶面臨著再次西遷的任務。
與此同時，父親馬衡的保護國寶戰役，也再次打響了。這一次更加艱辛曲折，臨危受命的馬衡別無選擇。11月底，北路陸路運輸的三個批次專列先後從下關開出，前往西安。首批專列沒有可靠的押運人，馬衡想來想去，想到兒子馬彥祥，真是上陣父子兵啊，馬家二公子馬彥祥二話不說就答應了。
故宮文物分三路運往後方，馬衡帶領部分人員走中路，有9331箱，基本走水路，分19批經4個月運往宜昌，然後轉運重慶。後又因安全問題轉運樂山。「加雇民船，星夜裝運」，還有故宮博物院工作人員因深夜押運不慎墮水而亡的。馬衡很為自己挑選的員工而滿意，故宮文物分批西遷，8年來國寶沒一件遺失，無一被盜和損壞，全部安然無恙，這是故宮全體執行人員的功勞。他們若沒有忠貞的愛國心和高度的責任感是不可能出現這樣的奇跡的。
文物押運的過程中也有苦中作樂的時候，有一次馬衡他們一行三人雇一輛小車，前往陝西。剛出成都，路途平坦，視野開闊，馬衡與李濟理事就高興起來，一路背著《長恨歌》，行至綿陽，道路顛簸，再無精神背詩。行至梓潼，司機罷工不開了，馬衡數人只得坐著大貨車，趕往陝西。這些都是小插曲。找地方藏那些國寶，這才費盡了馬衡的心思。最後選定了樂山安谷鄉的一座古寺和六座祠堂。北路運輸負責人那志良完成任務之後給馬衡發了一封電報，旋即接到馬衡回電：自滬州被炸，憂心如焚，數夜不眠。得來電，知兄大功告成，急囑廚房備酒，痛飲數杯。
馬衡者，真性情中人也。劫難來時，愁得睡不著，大功告成時立刻要喝慶功酒，還忙不迭地把此事告訴他的下屬。其人個性，可見一斑。
俞建偉、沈松平先生所著《馬衡傳》中，對國寶南遷有著非常精闢到位的評述：「從1937年到1947年，馬衡和故宮同仁們在抗日戰爭烽火連天的環境中，在惡劣的自然條件下，帶著16700多箱書畫、銅器、瓷器、玉器精品及圖書善本，歷經十年，行程萬餘裡，遷移到西南大後方，存放到安全地帶，直到抗日勝利後再遷重慶，然後再遷回南京，每一遷都驚心動魄，每一遷都留下難忘的故事。在日寇侵華期間，全中國文物損失慘重，但故宮博物院的文物卻沒有大的損失，尤其西遷文物無一失落，無一被盜，全部安然返回南京。這不能不說是抗戰中的一個奇跡，也是世界文物史上的一個奇跡。」