We wrześniu 1939 r. rozdzielili się z mężem, gdy znajomy zaproponował jej miejsce w aucie zamiast jazdy pociągiem ewakuacyjnym. Podczas gdy Boy trafił do Lwowa, Żeleńska ostatecznie wróciła do Warszawy. W okresie okupacji sprzedawała książki i ciasta, a ich mieszkanie stało się punktem kontaktowym Armii Krajowej, a także miejscem organizacji tajnych kompletów. W 1940 r. udzielała gościny m.in. niedawnej kochance męża Irenie Krzywickiej. W czasie sowieckiej okupacji Lwowa Boy wspierał żonę finansowo, ale po zajęciu miasta przez Niemców został rozstrzelany, o czym Żeleńska dowiedziała się dopiero wiosną 1942 r.
W latach 1942–1944 porządkowała i przepisywała rękopisy męża, ale uległy one zniszczeniu wraz z całym mieszkaniem w czasie powstania warszawskiego. Po ewakuacji ludności cywilnej z Warszawy krótko przebywała w Krakowie u wdowy po Stanisławie Żeleńskim i w Łodzi, gdzie dostała kwaterunek w jednej z dwóch kamienic oddanych literatom, po czym powróciła do Warszawy. Do ostatnich dni opiekowała się spuścizną męża, walcząc o wydanie Biblioteki Boya, o prawa autorskie męża, negocjując z wydawcami wznowienia i publikację nieznanych utworów, przy tym nie zgadzając się na odstępstwa od oryginałów. Udzielała się przy przyczynkach do biografii męża, ale zawsze odmawiała rozmowy na tematy osobiste.