Po śmierci męża Agnieszka Barłóg nie zaprzestała udziału w konspiracji, prowadziła tajne nauczanie dla dzieci żydowskich, w polskiej szkole prowadziła konspiracyjne zajęcia z historii i geografii. Od 1943 ukrywała żydowską dziewczynkę, którą po wojnie przysposobiła. Mieszkanie jej stało się stałym punktem kontaktowym kieleckiego podziemia. Przechowywała broń dla oddziałów partyzanckich, udzielała się także jako sanitariuszka.
W styczniu 1945 przystąpiła do organizacji władzy ludowej w Kielcach. Przypadły jej zadania cenzorskie, była naczelnikiem Urzędu Informacji i Propagandy w Kielcach, nadzorowała wydawanie i kolportaż prasy, zakładała oddziały "Ruchu" we wsiach i miasteczkach ziemi kieleckiej. Niebawem została przeniesiona na Pomorze Zachodnie i jako kierowniczka oddziału Urzędu Informacji i Propagandy w Koszalinie organizowała w pobliskich miejscowościach koła Ligi Kobiet. W 1945 uczestniczyła w I zjeździe Polskiej Partii Robotniczej w Warszawie. W latach 1946–1947 pracowała w Szczecinie, gdzie jako pracownik Urzędu Przysposobienia Rolniczo-Wojskowego odpowiadała za poziom oświaty rolniczej zarówno w ogólnych placówkach oświatowych, jak i wyspecjalizowanych szkołach rolniczych. W 1947 odebrała z rąk prezydenta Bieruta Złoty Krzyż Zasługi.