1937年12月，南京失守后，赣榆县城遭受日机轰炸，县长弃职潜逃，全县陷入混乱。1938年1月，朱爱周出任国民党赣榆县县长，他号召全县人民团结抗日，共赴国难，表明自己要当个爱国县长。朱爱周积极开展抗日动员与组织工作，动员各阶层人民有钱出钱，有枪出枪，有人出人，建立了两个常备大队、三个民众自卫大队的抗日武装力量，形成了全县人民共同抗日的局面。第二年，常备大队扩大为常备旅，朱爱周任少将旅长。

朱爱周在赣榆县罗阳镇朱庄村建立了自己的墓地，他的远见卓识使他坚持国共合作，共同抗日。1938年4月，朱爱周亲率县保安大队，配合新四军一举歼灭伪军大半，缴获战利品一百余大车。1939年3月，日军占领赣榆县城，朱爱周率县府人员和部队转入山中，坚持抗日游击战争，多次给日军以重创，活捉敌酋小原角夫、大官留夫、春口等，缴获大批武器弹药，得到省政府通报表扬。

朱爱周非常重视同共产党的合作，学习宣传中共统战政策和游击战争思想，即使在国民党掀起反共高潮、派人监视他时，仍坚持国共合作，使中共在赣榆的抗战工作未受影响。

1940年3月22日深夜，日军突然偷袭朱爱周部驻地，情况十分危急。朱爱周指挥部队奋力抵抗，安排文职人员及村民撤退。敌以重炮猛轰，朱爱周多处受伤倒在血泊之中。一名随军的女护士欲背朱南撤，朱爱周厉声说道：“赶快离去，不须管我！”战士们多次要背朱爱周撤离，朱爱周瞋目断喝：“不要管我，赶快后撤！”敌人逼近后，朱爱周举枪自戕，壮烈殉国，时年39岁。朱爱周牺牲后，赣榆县军民举行了万民公祭大会。