แต่ต่อมาไม่นาน ด้วยความรู้ความสามารถและสำนึกในการทำงานเพื่อส่วนรวม ท่านจึงได้รับการชักนำให้กลับเข้ารับราชการอีกครั้ง โดยหักเหไปทำงานด้านการศึกษา เริ่มจากการเป็นเลขานุการรัฐมนตรีว่าการกระทรวงศึกษาธิการ และต่อมาใน พ.ศ.2477 ท่านก็ได้รับตำแหน่งอธิบดีกรมศิลปากร
การได้เป็นอธิบดีกรมศิลปากรนี้ เจ้าของประวัติเคยเล่าว่า ด้วยความที่ตัวท่านเองรักการอ่านการเขียนและงานหนังสือแต่ดั้งเดิมมาแล้ว ในช่วงที่ทำงานการทูตอยู่ที่ปารีส ท่านตั้งเจตจำนงแน่วแน่ว่าอยากจะหักเหมาทำงานเกี่ยวกับหอสมุดหรือหนังสือ ซึ่งฝันของท่านก็ได้เป็นจริงเมื่อได้มาเป็นอธิบดีกรมศิลปากร ซึ่งควบคุมดูแลหอสมุดแห่งชาติอยู่ด้วย
แต่งานในกรมศิลปากรไม่ได้มีเฉพาะงานในหอสมุด ทว่าภารกิจยังครอบคลุมถึงงานศิลปะทุกแขนง หลวงวิจิตรวาทการซึ่งออกตัวว่า “…ข้าพเจ้าไม่ได้เกิดมาเป็นนักศิลปะ…” จึงจำต้องเรียนรู้งานเพิ่มเติมมากพอสมควร แต่ท่านก็ได้เรียนรู้และดำเนินงานตามแนวทางที่คนรุ่นเก่าวางไว้ได้ด้วยดี ไม่ว่าจะเป็นงานสถาปัตยกรรม จิตรกรรม งานช่าง งานพิพิธภัณฑ์ รวมถึงการสร้างสรรค์และพัฒนางานใหม่ คือ งานละครและการดนตรี ซึ่งถึงแม้จะมีบทบัญญัติในกฎหมายแล้วว่าเป็นหน้าที่และความรับผิดชอบของกรมศิลปากร ทว่ากลับไม่ได้รับความสำคัญเท่าที่ควรในขณะนั้น ผู้หลักผู้ใหญ่ในบ้านเมืองจำนวนไม่น้อยยังมองว่างาน “เต้นกินรำกิน ” เป็นงานชั้นต่ำ แต่ท่านอธิบดีก็ยังยืนหยัดเดินหน้าพัฒนางานด้านนี้ แม้ต้องพบเจออุปสรรคไม่น้อย เช่น การจัดตั้งโรงเรียนนาฏดุริยางค์ขึ้นท่ามกลางกระแสวิพากษ์วิจารณ์ทางลบ การสร้างโรงละครด้วยงบที่ถูกโยนมาให้อย่างจำกัดจำเขี่ย แต่ด้วยความตั้งใจจริงของท่าน และผลงานที่ท่านสร้าง โดยเฉพาะบทละครคุณภาพอย่าง “เลือดสุพรรณ” ที่ได้รับกระแสตอบรับเป็นอย่างดี ทำให้งานละครและดนตรีที่ท่านบุกเบิกได้รับการสนับสนุนมากขึ้น จนเติบโตมาได้ถึงปัจจุบัน
ภารกิจพิเศษอีกอย่างหนึ่งในระหว่างที่หลวงวิจิตรวาทการดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมศิลปากร คือ “การปลูกต้นรักชาติ” ขึ้นในใจสำนึกของคนไทย ตามนโยบายของ “ท่านผู้นำ” จอมพล ป.พิบูลสงคราม โดยใช้สื่อในรูปแบบละครประวัติศาสตร์และเพลงปลุกใจ ซึ่งหลวงวิจิตรวาทการได้ปฏิบัติภารกิจนี้อย่างต่อเนื่องมาตั้งแต่ก่อนเกิดสงครามมหาเอเชียบูรพา แม้สงครามสงบลงแล้ว ท่านก็ยังคงสร้างผลงานต่อเนื่องมาจนเกือบถึงวาระสุดท้ายของชีวิต ผลงานที่ท่านสร้างไว้มีอยู่มากมายที่ยังคงเป็นอมตะมาถึงทุกวันนี้ โดยเฉพาะบทเพลงปลุกใจ เช่น เพลงตื่นเถิดชาวไทย เพลงเลือดสุพรรณ เพลงรักเมืองไทย เพลงต้นตระกูลไทย เป็นต้น
หลวงวิจิตรวาทการ ได้แต่งงานกับนางสาวประภา ( ภายหลังเปลี่ยนเป็นประภาพรรณ ) รพิพันธุ์ อาจารย์โรงเรียนเบญจมราชาลัย บุตรีของขุนวรสาสน์ดรุณกิจ ( พุก รพิพันธุ์ ) หลังจากที่ทั้งคู่คบหาดูใจเป็นคู่รักกันมา 9 ปี โดยทำพิธีแต่งงาน ณ บ้านพักถนนศิริอำมาตย์ เมื่อวันที่ 11 สิงหาคม พ.ศ.2479 และมีบุตรด้วยกัน 7 คน เป็นชาย 6 หญิง 1
ในปีเดียวกับที่ท่านแต่งงาน หลวงวิจิตรวาทการได้เริ่มบทบาทหน้าที่ทางการเมือง ด้วยการเป็นรัฐมนตรีลอยควบคู่กับการเป็นอธิบดีกรมศิลปากร ต่อมาใน พ.ศ.2483 เป็นรัฐมนตรีสั่งการกระทรวงศึกษาธิการ ,พ.ศ.2484 เป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงการต่างประเทศ ก่อนจะได้ขึ้นเป็นรัฐมนตรีว่าการฯในปีถัดมา
ในช่วงดังกล่าว ประเทศไทยต้องเข้าสู่สงครามมหาเอเชียบูรพา รัฐบาลไทยภายใต้การนำของ จอมพล ป.พิบูลสงครามให้ความร่วมมือกับทหารญี่ปุ่นซึ่งเป็นฝ่ายอักษะ ประกาศสงครามกับฝ่ายสัมพันธมิตร ( ฝ่ายสหรัฐอเมริกา) หลววงวิจิตรวาทการซึ่งขณะนั้นเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงการต่างประเทศ มีส่วนรับผิดชอบในการประกาศสงครามนั้นด้วย
ในระหว่างสงครามดำเนินอยู่ ใน พ.ศ.2486 หลวงวิจิตรวาทการได้ไปปฏิบัติหน้าที่เอกอัครราชทูตที่กรุงโตเกียว จนกระทั่งสงครามสงบด้วยชัยชนะของฝ่ายสัมพันธมิตร กองทัพอมเริกันเข้ายึดครองโตเกียว นายพลแมคอาร์เธอร์ ผู้บัญชาการกองทัพได้ออกหมายจับผู้ต้องหาเป็นอาชญากรสงครามในประเทศญี่ปุ่นจำนวน 35 คน บุคคลลำดับที่ 35 คือ หลวงวิจิตรวาทการ
สองสัปดาห์หลังถูกประกาศจับ หลวงวิจิตรวาทการถูกควบคุมตัวไปกักบริเวณที่มิยาโนชิตาหนึ่งเดือน จากนั้นถูกย้ายไปขังบนยอดเขาโกร่า ก่อนจะถูกส่งตัวเข้ามาขังในคุกของสันติบาลไทยที่กรุงเทพฯเมื่อวันที่ 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ.2489
ติดคุกไทยอยู่สิบกว่าวัน หลวงวิจิตรก็ถูกนำตัวขึ้นสอบสวนในชั้นศาล ก่อนจะได้รับการพิพากษาให้ปล่อยตัว เนื่องจากพระราชบัญญัติอาชญากรสงครามของไทยเพิ่งออกมาภายหลังท่านถูกจับ ซึ่งตามหลักกฏหมายจะไม่มีผลย้อนหลัง จึงถือเป็นโมฆะ
หลังจากได้รับการปล่อยตัว หลวงวิจิตรวาทการกลายเป็นคนตกงานอยู่ระยะหนึ่ง ท่านจึงได้กลับมาจับปากกาสร้างงานประพันธ์อีกครั้ง ได้สร้างผลงานออกมาอีกหลายสิบเล่ม
ใน พ.ศ.2491 จอมพล ป.พิบูลสงคราม และจอมพล ผิณ ชุณหะวัณ ได้จัดตั้งรัฐบาลใหม่ หลวงวิจิตรวาทการจึงได้กลับเข้ารับราชการ และท่านก็ได้รับงานการทูตอีกครั้ง โดยออกไปเป็นอัครราชทูตประจำประเทศอินเดีย ใน พ.ศ.2495 ย้ายไปประจำประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ออสเตรเลีย และยูดกสลาเวียตามลำดับใน พ.ศ. 2496
ปลายปี 2500 จอมพลสฤษฎิ์ ธนะรัชต์ทำการรัฐประการรัฐบาลจอมพล ป.พิบูลสงคราม และตั้งรัฐบาลขึ้นใหม่ หลวงวิจิตรวาทการได้กลับเข้ามารับตำแหน่งปลัดบัญชาการสำนักนายกรัฐมนตรี ( เทียบเท่ารัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ) เป็นที่ปรึกษานายกฯ และช่วยงานต่างๆของรัฐบาลจอมพลสฤษฎิ์มากกว่า 20 หน้าที่ เป็นที่มาของกระแสวิพากษ์วิจารณ์อย่างมากอีกครั้ง เนื่องจากท่านเคยมีภาพของการเป็นคนสนิทใกล้ชิดจอมพล ป.พิบูลสงครามที่ถูกปฏิวัติไป
หลวงวิจิตรวาทการ ได้รับพระราชทานยศ “พลตรี” ใน พ.ศ.2504 และปีนั้นเอง ที่สุขภาพของท่านก็เริ่มเสื่อมโทรมลง คุณหญิงประภาพรรณ ภริยา เคยขอร้องให้ท่านหยุดพักผ่อน แต่ท่านผัดผ่อนว่าขอทำงานต่ออีก 2 ปี ทว่าสังขารร่างกายไม่ตอบรับ ท่านล้มป่วยด้วยโรคหัวใจในปลายปีนั้น ต้องเข้ารักษาตัวที่โรงพยบาลพระมงกุฎเกล้า เมื่ออาการเริ่มดีขึ้น จึงย้ายออกมาพักรักษาตัวที่บ้านพัก ซอยเกษม ถนนสุขุมวิท ก่อนจะเสียชีวิตในวันเสาร์ที่ 31 มีนาคม พ.ศ.2505
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯเสด็จพระราชดำเนินพระราชทานเพลิงศพของ พลตรีหลวงวิจิตรวาทการ ณ เมรุหน้าพลับพลาอิศริยาภรณ์ วัดเทพศิรินทราวาส เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 16 สิงหาคม พ.ศ.2505
