1930年7月在北平召開的國民黨中央黨部擴大會議上,成立了以閻錫山為主席兼陸海空軍總司令的國民政府,與南京國民政府對峙。經趙丕廉牽線,李冠洋以國民黨華北五省市黨務視察專員身份兼任了陸海空軍總司令行營少將組長,與閻錫山建立了聯繫。李冠洋並同李澄之等組織“中國國民黨各省市聯合辦事處”,爭奪反蔣的國民黨各省、市的領導權。當時李冠洋在北平辦有《新民日報》,谷正綱在北平也辦有《民主日報》,兩派互相攻擊,終因反蔣的軍事失敗,兩派俱傷,大同盟無形解體。從此,李冠洋即完全依附於閻錫山。
1932年2月29日,蔣任命閻錫山為太原綏靖公署主任。李冠洋在閻錫山支持下組織“中國青年救國團”,任總團長。青年團下屬的核心組織“中社”,是由中共地下黨員張雋軒負責。青年團還有“理論研究委員會”,通過張雋軒邀請著名進步教授、學者參加,利用公開的合法身份,開展抗日民族統一戰線工作。
1936年閻錫山撤銷山西各官辦團體,統一成立“自強救國同志會”,李冠洋任高幹委員會及太原綏靖公署少將參事。1938年任山西省政府委員、“民族革命同志會”高級幹部委員、兼任第二戰區長官部民教處長。1940年兼任“民族革命同志會”執行部總書記、第二戰區幹部訓練處主任、文化委員會主任委員。1942年任蒲縣區戰地工作委員會主任委員、蒲縣區組、政、軍、經、教統一委員會主任委員。1945年同志會改組,李冠洋任行政幹事,代閻錫山主持山西省政府工作。1947年兼任民政廳長。
中華人民共和國成立以後,李冠洋任山西省政協委員會一、二、三屆委員,四屆、五屆常委,山西省人民政府參事。1955年,參加中國國民黨革命委員會。任“民革”山西省委員會副主任委員、民革中央團結委員。“文化大革命”期間,他受到衝擊。1978年山西“民革”恢復活動後,李冠洋仍參與國家大政方針的協商。還以自己的親聞、親見、親歷,提供、撰寫了有關閻錫山黨政方面的回憶文章,為研究山西的近代史、現代史提供了具有重要價值的資料。
李冠洋晚年十分關心祖國的統一大業,殷切期望在台老友以大局為重,順應潮流,為中華民族的大團結、大統一做出貢獻。