Po wybuchu II wojny światowej wyjechał do Lwowa. W październiku 1939 sowieckie kierownictwo Uniwersytetu Lwowskiego powołało go na kierownika katedry historii literatury francuskiej. Boy działał w lwowskim oddziale Związku Literatów Polskich. Okazywał ciepłe nastawienie względem nowej władzy sowieckiej. Publikował artykuły w „Czerwonym Sztandarze”, a w sierpniu 1940 był gościem Wszechzwiązkowego Komitetu do spraw Nauki ZSRR w Moskwie. Interweniował u władz radzieckich w obronie osób deportowanych.
We Lwowie zamieszkał u szwagra żony, profesora Jana Greka. Wkrótce po zajęciu Lwowa przez Niemców, w nocy z 3 na 4 lipca 1941, przebywający w mieszkaniu profesorowie Grek i Boy-Żeleński zostali aresztowani, a następnie zamordowani na Wzgórzach Wuleckich pośród kilkudziesięciu innych profesorów lwowskich.
Życiorys thumb|Leon Wyczółkowski, Portret Tadeusza Boya-Żeleńskiego, 1907 thumb|Tadeusz Boy-Żeleński (ok. 1910) thumb|Tadeusz Boy-Żeleński, ilustracja zamieszczona w pierwszym wydaniu Słówek, 1913 thumb|Tadeusz Żeleński podczas I wojny światowej, ok.