Został zamordowany między 13 a 14 kwietnia 1940 w Katyniu z rąk funkcjonariuszy Obwodowego Zarządu NKWD w Smoleńsku oraz pracowników NKWD przybyłych z Moskwy na mocy decyzji Biura Politycznego KC WKP(b) z 5 marca 1940. Ofiary tej zbrodni grzebano w bezimiennych mogiłach zbiorowych, gdzie od 28 lipca 2000 mieści się oficjalnie Polski Cmentarz Wojenny w Katyniu. W miejscu tym prowadzone były ekshumacje i prace archeologiczne. Zidentyfikowany w mundurze podczas ekshumacji nadzorowanych przez Niemców w 1943 pod numerem 1186 – dosł. opisany jako Michalski Stanislaw (raport dzienny z 6 maja 1943). Przy jego szczątkach znaleziono: legitymację urzędnika państwowego, notatki oraz różaniec. Figuruje na liście Komisji Technicznej PCK pod numerem 01186. Po ekshumacji z dołu śmierci został pochowany w mogile bratniej drugiej.
Życie prywatne Stanisław Michalski był żonaty z Haliną (nie mieli dzieci), która po jego śmierci wyszła za mąż za Lesza. Podczas wojny została wywieziona przez sowietów w głąb ZSRR wraz z mężem i dzieckiem. We lwowskim mieszkaniu Stanisława Michalskiego po ataku Niemiec na ZSRR z połowy 1941 zamieszkiwała jego siostra Kazimiera Taworska z synem Tadeuszem.