Na początku września 1939 wraz z innymi więźniarkami politycznymi została przewieziona na oddział męski Pawiaka. Po opuszczeniu więzienia we wrześniu 1939 w ZSRR, a od końca 1941 w szeregach tamtejszych polskich komunistów. Od wiosny 1942 ponownie w Polsce, w KC PPR, współredaktorka organu PPR „Trybuna Wolności”.
14 listopada 1943 została aresztowana przez Gestapo wraz z Pawłem Finderem przy ul. Grottgera 12 w Warszawie, gdzie miało się odbyć posiedzenie Komitetu Centralnego PPR. Została osadzona w izolatce w Serbii (oddziale kobiecym więzienia Pawiak) pod fikcyjnym nazwiskiem Maria Jasińska. 26 lipca 1944 wraz z Finderem została rozstrzelana w ruinach getta warszawskiego.
26 lipca 1948 Prezydent RP Bolesław Bierut nadał jej pośmiertnie Krzyż Grunwaldu I klasy.
Życie prywatne Była związana z Bolesławem Bierutem, z którym miała córkę Aleksandrę.
Upamiętnienie Imię Małgorzaty Fornalskiej nadano Ogrodowi Jordanowskiemu dla Dzieci Mokotowa w Warszawie. W latach 1954–1990 imię Małgorzaty Fornalskiej nosiło III Liceum Ogólnokształcące w Białymstoku, a w latach 1949–1996 była patronką obecnego XXVI Liceum Ogólnokształcącego im. Krzysztofa Kamila Baczyńskiego w Łodzi.