Po okupacji Litwy przez Armię Czerwoną w czerwcu 1940, a następnie jej aneksji przez ZSRR, obozy internowanych na Litwie zostały przejęte przez NKWD, a internowani wywiezieni w głąb ZSRR. Stanisław Portalski wraz ze współtowarzyszami został wywieziony początkowo do Pawliszczew Bor, następnie na półwysep Kola, u ujścia rzeki Panoj, gdzie pracował przy dostarczaniu żywności i materiałów do budowy lotniska.
Po ataku III Rzeszy na ZSRR i układzie Sikorski-Majski uwolniony, wstąpił do armii polskiej pod dowództwem gen. Władysława Andersa. Przydzielony do Szkoły Podchorążych, później do Kompanii Lotniczej. W marcu 1942 roku ewakuowany z ZSRR przez Morze Kaspijskie do Pahlevi w Persji, a jako personel lotniczy dalej przez Bombaj i Kapsztad do Szkocji. Wstąpił do Administracyjnego Ośrodka Polskiego Lotnictwa w Blackpool, ukończył kurs obsługi radaru i został instruktorem obsługi radia i radaru w Gimnazjum Łączności dla Małoletnich Polaków. Następnie ukończył z pierwszą lokatą Oficerską Szkołę Łączności RAF w Cranwell. Awansował na plutonowego ze specjalnością radiomechanika. Pełnił służbę w 307 dywizjonie myśliwskim Nocnym „Lwowskich Puchaczy”. Został odznaczony Medalem Lotniczym po raz pierwszy i po raz drugi..