Wybuch II wojny światowej zahamował rozwój Instytutu; 5 września 1939 r. wobec bezpośredniego zagrożenia stolicy przez wojska niemieckie, dyrektor Franciszek Łukaszczyk zdecydował o przerwaniu leczenia radem, którego część ukrył w swoim domku letniskowym. Protokół w tej sprawie podpisali oprócz niego: prof. Roman Nitsch – prezes Towarzystwa Daru Narodowego im. Marii Skłodowskiej-Curie oraz dr Anna Madejczyk – lekarz Instytutu. Dwa gramy radu zostały w domu letniskowym pod Warszawą. Po kapitulacji Warszawy dr Łukaszczyk przywiózł z powrotem część radu do Instytutu. Niemcy skonfiskowali 720 mg, jednakże w wyniku różnych działań pozostało 420 mg; stosowano je przez następne lata do leczenia chorych w Instytucie, który przez okupanta został przemianowany na Miejski Szpital Przeciwrakowy.
Wybuch powstania zakończył się dla Instytutu tragicznie. Piątego sierpnia 1944 r. żołnierze Rosyjskiej Wyzwoleńczej Armii Ludowej (RONA) wypędzili personel i niewielką liczbę chorych mogących się poruszać o własnych siłach. Pozostałych wymordowano, a budynek podpalono. Dwudziestego sierpnia 1944 r.