离婚后，白求恩陷入深深的痛苦中。但白求恩表现出超人的坚强毅力，他在经受着爱的折磨的同时，与病魔展开了顽强斗争。他以高超的医术，发明了“人工气胸疗法”，冒着危险在自己身上做试验，竟大获成功，一年后他奇迹般地痊愈出院了。不久，白求恩被加拿大蒙特利尔的乐麦吉尔大学聘去任教，他在火车站急切地给法兰西丝发了一封电报：“病愈，今日离特鲁多，对你感情如旧。”接着，他又写信倾吐对法兰西丝无法抑制的思念，检讨自己过去对她的“无情和荒唐”，诚恳地忏悔自己的“罪过”，恳求她不要忘记自己。法兰西丝自离婚后，再没和别人谈过恋爱。她来信说：“真是奇怪，我也想忘了你，可你在我的心头总是挥之不去。亲爱的，既然我们都还相爱，为什么要分开呢？”法兰西丝立即来到了蒙特利尔，两人复婚。

白求恩和法兰西丝欢度了一段胜似新婚的甜蜜岁月后，感情却出现危机。一天早晨上班时，法兰西丝关照丈夫买些肉、菜，晚上要为丈夫烧几个好菜。下午，她兴致勃勃地回到家。进门见丈夫正坐在地板上专心致志地研究一副骷髅。她问：“肉、菜买了吗？”丈夫不假思索地说：“在 冰箱里。”她打开冰箱，只见一段肠子。她皱起眉头捏起肠子说：“就买这段破肠子？”丈夫猛地跳起来喊：“别动，那是人的肠子！”法兰西丝吓得“哎呀”大叫一声，慌忙扔下：“死人肠子怎么能和食物放在一块？”白求恩却头也不抬地说：“这有什么呀？你吃的牛、羊、猪肉还不都是动物死了的器官？”

这样的事出现了几次，法兰西丝实在忍受不了，终于对白求恩说：“咱们还是分手吧。”白求恩无奈地点点头，他们友好地办理了离婚手续。

1937年年底，白求恩受加拿大-党和美国-党的派遣，自带5000美元的医疗器械，率领由加拿大和美国医生自愿组成的医疗队来到中国。1938年3月，白求恩到达延安。他到达的第二天，毛泽东就会见了他，与他亲切交谈了3个小时。白求恩迫切要求到抗日前线去。毛泽东说：“那就到五台山吧！”

1938年6月，白求恩来到五台山。毛泽东给聂荣臻发来电报：“请每月给白求恩100元，同意任命白求恩同志为军区卫生顾问。”当时八路军战士每月津贴是1元，但白求恩的100元他始终没领。

1939年11月，白求恩在抢救八路军伤员时感染了败血病。生命垂危时，他给聂荣臻写了封信，把遗产一一分给战友们，可见他感知自己到了最后时刻了。他也想起了法兰西丝。他说：“请求国际援华委员会给我的离婚妻子拨一笔生活的款子，或是分期给也可以……我(对她)应负的责任很重，决不可以因为没有钱把她遗弃了。向她说明，我十分抱歉，同时也告诉她，我曾经是很愉快的。”

白求恩离婚后一直独身，终身没有子女。他给八路军战士治疗时，总是称之为“我的孩子”。中国人这才知道，这位只知道疯狂工作的伟大战士也曾有过深情的婚恋。聂荣臻这位身经百战有泪不轻弹的将军，读了遗书后也热泪盈眶。

11月12日，当朝阳抹红山脊时，白求恩的心脏停止了跳动，时年49岁