Podczas kampanii wrześniowej 1939, po agresji ZSRR na Polskę, został wzięty do niewoli sowieckiej. Osadzono go w obozie jenieckim w Putywlu. W listopadzie 1939 został przeniesiony do obozu jenieckiego w Kozielsku. Między 15 a 17 kwietnia 1940 przekazany do dyspozycji naczelnika Zarządu NKWD Obwodu Smoleńskiego – lista wywózkowa 029/5 z 13 kwietnia 1940, poz. 85. Został zamordowany między 16 a 19 kwietnia 1940 w lesie katyńskim 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. Ofiary tej zbrodni grzebano w bezimiennych mogiłach zbiorowych, gdzie od 28 lipca 2000 mieści się oficjalnie Polski Cmentarz Wojenny w Katyniu. W miejscu tym prowadzone były ekshumacje i prace archeologiczne. Zidentyfikowany podczas ekshumacji prowadzonej przez Niemców w 1943 pod numerem 2992 – dosł. opisany jako Mantel Stanislaw (raport dzienny z 24 maja 1943). Przy jego szczątkach znaleziono: 2 kartki pocztowe oraz świadectwo szczepienia w Kozielsku. Figuruje na liście Komisji Technicznej PCK pod numerem 02992.
Grób symboliczny Stanisław Mantela znajduje się na Powązkach (kwatera P-5-13).
Był żonaty i miał córkę Joannę (ur. 14 sierpnia 1933).