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.
Nem volt azonban könnyű dolga, mivel a berendezések nagy részét „háborús jóvátétel” jogcímén elszállították a Szovjetunióba. Bay ennek ellenére továbbra sem hagyott fel egyik legnagyobb gyermekkori álmának megvalósításával:
a Hold „letapogatásával”, vagyis a Föld és a Hold közötti távolság megmérésével.