Il est étudiant lorsque la guerre éclate en septembre 1939. Il se refuse à être le spectateur de l’affaissement de la France aussi décide-t-il de rejoindre la Grande-Bretagne et de continuer le combat. Il parvient à gagner Saint-Jean-de-Luz, au Pays Basque et embarque le 21 juin 1940 à bord du “Batory”, un navire polonais, à destination du Royaume-Uni. Il fait partie des premiers qui s’engagent dans les Forces françaises libres à Londres. Il y signe son appartenance le 1er juillet 1940.
Il souhaite servir dans l’artillerie mais cela s’avère impossible et comme il a commencé ses études de médecine, il est nommé médecin auxiliaire le 15 août 1940. C’est dans le service de santé qu’il participe à l’expédition de Dakar en septembre, puis il est associé à la petite troupe qui s’engage dans de la campagne du Gabon en novembre 1940.
François Jacob est affecté au Régiment de tirailleurs sénégalais du Tchad (RTST), au mois de novembre 1941. Il sert dans plusieurs postes tchadiens et manifeste un sens aigu de l’organisation. Cela lui vaut d’être promu médecin s
Alors qu’il vient tout juste d’avoir 20 ans, l’étudiant se retrouve à Saint-Jean-de-Luz, d’où il embarque à bord du Batory, un navire polonais, pour rejoindre l’Angleterre. Arrivé à Londres, il s’engage, le 1er juillet 1940, au sein des Forces Françaises Libres (FFL). Le mois suivant, et compte tenu de ses études, il est nommé médecin auxiliaire, puis prend part à l’expédition de Dakar et à la campagne du Gabon.
L’année suivante, François Jacob est affecté au Régiment de Tirailleurs Sénégalais du Tchad (RTST) avant d’être promu médecin-chef de la 12e compagnie de cette unité avec les galons de sous-lieutenant. Le jeune officier participe à la seconde campagne du Fezzan dans les rangs de la colonne Leclerc, qui deviendra par la suite la 2e Division Blindée (DB), puis à celles de Tripolitaine et de Tunisie.
Il se distingue alors maintes fois par son courage en allant chercher des blessés sous le feu ennemi. Cela lui vaudra d’être touché au bras par des éclats de mortier, en mai 1943, au Djebel Garci. Il refusera de quitter son poste tant que sa relève par un autre médecin militaire ne sera pas assurée.
En juillet de la même année, il est affecté au Groupe Sanitaire de la Colonne n’°2, unité qui prendra l’appellation, quelques semaines plus tard, de 13e Bataillon médical de la 2e DB.
Le 1er août 1944, il débarque en Normandie, sur la plage d’Utah Beach avec la 2e DB. Seulement, une semaine plus tard, il est à nouveau gravement touché au bras et à la jambe par des éclats de grenade alors qu’il s’occupait de blessés dans le secteur de Mortain. Il est alors évacué vers Cherboug puis, après avoir été libérée, vers Paris, où il est hospitalisé au Val de Grâce. En novembre, il est promu médecin lieutenant à titre exceptionnel.
Démobilisé le 15 septembre 1945, après avoir passé plusieurs mois à l’hôpital, François Jacob reprend ses études de médec