W następnym roku był w Departamencie Zdrowia Ministerstwa Spraw Wojskowych w WarszawieLista starszeństwa korpusu oficerów sanitarnych w: Dziennik Personalny Ministerstwa Spraw Wojskowych Nr 3 z 31 stycznia 1934 roku, s. 21.. Do 1939 roku pełnił służbę w 1 Szpitalu Okręgowym w Warszawie na stanowisku ordynatora.
Po wybuchu II wojny światowej 1939 i agresji ZSRR na Polskę z 17 września 1939, został aresztowany przez Sowietów. Był przetrzymywany w obozie w Kozielsku. W tym czasie nadsyłał korespondencję do bliskich w Warszawie. Wiosną 1940 został przetransportowany do Katynia i rozstrzelany przez funkcjonariuszy Obwodowego Zarządu NKWD w Smoleńsku oraz pracowników NKWD przybyłych z Moskwy na mocy decyzji Biura Politycznego KC WKP(b) z 5 marca 1940. Został pochowany na terenie obecnego Polskiego Cmentarza Wojennego w Katyniu, gdzie w 1943 jego ciało zidentyfikowano podczas ekshumacji prowadzonych przez Niemców pod numerem 3298. Przy zwłokach Leopolda Łojka zostały odnalezione m.in. trzy pocztówki nadane przez żonę z Warszawy, dyplom doktorski.