W trakcie kampanii wrześniowej w 1939 znalazł się w szeregach SGO Polesie Franciszka Kleeberga. Po powrocie do stolicy został zatrudniony w Szpitalu Wolskim, pracował jako asystent oddziału chirurgicznego, gdzie poznał Leona Manteuffla. Zaangażował się w działalność konspiracyjną, prowadził zajęcia na tajnych studiach lekarskich, brał udział w działaniach konspiracyjnych. Należał do Związku Walki Zbrojnej i Armii Krajowej. W 1943 został zatrzymany, był więziony na Pawiaku. W 1944 w czasie wybuchu powstania warszawskiego przebywał na Pradze, kierował szpitalem polowym. Powołany na prezydenta m.st. Warszawy Marian Spychalski powierzył mu funkcję dyrektora wydziału szpitalnictwa. Tadeusz Koszarowski nadzorował odbudowę stołecznych szpitali, wrócił także do pracy w Szpitalu Wolskim. Zaczął się specjalizować w chirurgii onkologicznej, przeprowadzał operacje nowotworów odbytnicy i odbytu oraz nowotworów ginekologicznych, wprowadzał w tamtym okresie nowatorskie metody leczenia i operowania.