Był przetrzymywany w obozie w Kozielsku, skąd w lutym jego żona otrzymała kartkę nadesłaną przez niego. W czasie pobytu w obozie wygłosił dla współosadzonych odczyt o badaniach mózgu. Osobę Włodzimierza Godłowskiego wspomniał w prowadzonym przez siebie dzienniku obozowym Stefan Pieńkowski, także neurolog. Wiosną 1940 został wywieziony do Katynia i tam zamordowany (według przypuszczeń rodziny 9 kwietnia 1940) 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. W 1943 jego ciało zostało zidentyfikowane pod numerem 502 w toku ekshumacji prowadzonych przez Niemców (przy zwłokach znaleziono m.in. wizytówki i dokumenty KOP). Pochowano go w mogile bratniej drugiej na terenie Polskiego Cmentarza Wojennego w Katyniu, oficjalnie otwartego 28 lipca 2000.

Jego braćmi byli Jerzy (ur. 1907, prokurator w Lidzie, w 1941 aresztowany przez NKWD, zaginiony), Kazimierz (ur. 1911, w 1939 aresztowany przez NKWD, zaginiony), Ewa (1904–1972, romanistka, żona kpt. Zygmunta Stawarskiego 1896–1945).

Miał żonę Zofię (1906–2002).