II wojna światowa Walczył w kampanii wrześniowej 1939 jako oficer sztabu Armii „Pomorze”. 16 września przedostał się do Zbaraża, gdzie spotkał się z majorem Julianem Piaseckim aby omówić plany działań konspiracyjnych. Razem z grupą dziennikarzy Polskiego Radia znalazł się 18 września w Czerniowcach, a następnie w Buzau, gdzie spotkał twórców Wesołej Lwowskiej Fali. Od początku 1940 przebywał w Bukareszcie, gdzie pełnił funkcję informatora oraz zaufanego współpracownika utrzymującego kontakt ze środowiskiem piłsudczyków przy Edwardzie Rydzu-Śmigłym. 15 grudnia 1940 Edward Rydz-Śmigły nie informując wcześniej najbliższego otoczenia o swych planach zbiegł na Węgry. W 1941 chorujący od ponad dwóch lat na nowotwór krtani Karol Lilienfeld-Krzewski wyjechał przez Sofię, Stambuł i Ankarę do Hajfy, gdzie poddał się leczeniu. Zajmował się tłumaczeniem literatury francuskiej oraz zaocznie zdał egzamin z języka angielskiego na Oxfordzie. Nie ustawał w dążeniu do przydzielenia do czynnej służby wojskowej, nastąpiło to pod koniec 1943, gdy ze względu na stan zdrowia automatycznie przeniesiono go w stan nieczynny. Na początku 1944 w wyniku postępującego nowotworu stracił głos. Zmarł w Jerozolimie 29 kwietnia 1944.