Po wybuchu II wojny światowej Meisinger został przydzielony do sztabu, a następnie został dowódcą Einsatzgruppe IV działającej w Polsce. Jej zadaniem była eksterminacja wszelkich „niepewnych politycznie” osób, takich jak polska inteligencja, duchowieństwo, ziemianie oraz Żydzi. Einsatzgruppe IV działała w rejonie Warszawy, a następnie przekształcono ją 26 października 1939 w Urząd Komendanta SD i Policji Bezpieczeństwa dystryktu warszawskiego. Szefem tego urzędu został Meisinger, który sprawował to stanowisko do marca 1941. W okresie tym zasłynął on licznymi zbrodniami popełnionymi na cywilnej ludności polskiej i żydowskiej, w tym przeprowadzeniem akcji AB oraz kierowaniem masowych egzekucji w Palmirach (liczbę ofiar tej akcji oblicza się na 1700). Meisinger ze względu na swoje okrucieństwo otrzymał nawet przydomek "Rzeźnika Warszawy".
1 stycznia 1940 awansował na stopień SS-Standartenführera. W marcu 1941 przeniesiono go do RSHA, a następnie wysłano do Japonii jako attaché policyjnego w Tokio. Na stanowisku tym pozostał aż do maja 1945, uczestnicząc w tworzeniu nierealnych planów dotyczących „rozwiązania kwestii żydowskiej”, w które zamieszane były rządy III Rzeszy i Japonii.