Wrzesień 1939 roku Gdy 1 września 1939 roku hitlerowskie Niemcy rozpoczęły najazd na Polskę, Lichtenbaum pozostał w Warszawie. Tymczasem 6 września stolicę opuścił prezes Maurycy Mayzel. Jego zniknięcie pogrążyło gminę żydowską w chaosie. W tych okolicznościach 20 września Komisarz Cywilnej Obrony Warszawy Stefan Starzyński polecił radcom gminy wykonywanie obowiązków tymczasowego przewodniczącego, wyznaczając jednocześnie Adama Czerniakowa na „przewodniczącego obrad”, a Lichtenbauma – na jego zastępcę. Lichtenbaum był także rozważany jako jeden z dwóch kandydatów na stanowisko komisarycznego prezesa gminy. Ostatecznie jednak 23 września prezydent Starzyński postanowił również to stanowisko powierzyć Czerniakowowi, podczas gdy Lichtenbauma wyznaczył na jego zastępcę.
W czasie oblężenia Warszawy Lichtenbaum uczestniczył w organizowaniu Żydowskiego Komitetu Obywatelskiego, a następnie wszedł w skład jego pięcioosobowej egzekutywy.