Bay Zoltán előadás közben. Fotó: Arcanum/Dolgozók Világlapja
Szakmai sikereit számba véve nem csoda, hogy Aschner Lipót, a Tungsram vezérigazgatója felkérte a gyár budapesti laboratóriumának vezetésére. 1942-ben a Honvédelmi Minisztérium javaslatára a Tungsram kutatólaboratóriumában Bay vezetésével – szigorú titoktartás mellett – mikrohullámú és lokátorkutató csoport létesült. A tudós azzal a kikötéssel fogadta el a felkérést, hogy csak védelmi katonai eszközöket fognak kifejleszteni. Leszögezte továbbá, hogy a kutatáshoz szükséges embereket ő maga választja ki, és azok állandó mentesítést kapnak minden egyéb katonai feladat alól. Sőt,
amennyiben zsidó van közöttük, ők szintén védettséget élveznek.
A „Bay-csoport” egy újfajta légvédelmi radart fejlesztett ki, amelyből 1944 közepéig két lokátort helyeztek üzembe.
A tudós a német megszállást követően egyre több nehézséggel szembesült: nemcsak 13 zsidó kollégáját kellett rejtegetnie a németek elől, hanem azt is meg kellett akadályoznia, hogy a visszavonulás során magukkal vigyék vagy megsemmisítsék a Tungsram-kutatócsoport eszközeit, berendezéseit és feljegyzéseit. A nyilas hatalomátvétel után a gyár működését leállították, s Bay több, a radarkísérletben részt vett kutatóval együtt csatlakozott a Szent-Györgyi Albertet is a soraiban tudó ellenállási mozgalomhoz. A nyilasok ugyan elfogták a tudóst, de semmit nem tudtak rábizonyítani, és nem árulta el társait sem, így csak egy éjszakát töltött a Margit körúti fogházban. A főváros ostroma idején budai lakásokban rejtőzködött, majd amikor Újpest a Vörös Hadsereg kezére került, visszatért a gyárba dolgozni.