Podczas kampanii wrześniowej, po agresji ZSRR na Polskę, w nieznanych okolicznościach wzięty do niewoli sowieckiej. Według stanu z kwietnia 1940 był jeńcem obozu kozielskiego. Między 7 a 9 kwietnia 1940 przekazany do dyspozycji naczelnika smoleńskiego obwodu NKWD – lista wywózkowa 014 poz. 81 nr akt 3317, z 4 kwietnia 1940. Został zamordowany między 9 a 11 kwietnia 1940 przez NKWD w lesie katyńskim. Zidentyfikowany podczas ekshumacji prowadzonej przez Niemców w 1943, wpis w dzienniku ekshumacji z dnia 11.05.1943, nr 1664. Figuruje liście AM-211-1664 i Komisji Technicznej PCK: GARF-58-01664. Na obu listach podane jest tylko imię Stanisław. Przy szczątkach Marszałka znaleziono legitymację MSWojsk.z dobrym zdjęciem, legitymację odznaki 2 pac, różaniecAuswaertiges Amt – Amtliches Material Zum Massenmord Von Katyn, Berlin 1943, s. 211.. Znajduje się na liście ofiar (pod nr 01648) opublikowanej w Gońcu Krakowskim nr 124, Nowym Kurierze Warszawskim nr 129 z 1943. Krewni do 2010 poszukiwali informacji przez Biuro Informacji i Badań Polskiego Czerwonego Krzyża w Warszawie. W archiwum IPN znajduje się wspomnienie córki o Stanisławie Marszałku.