Podczas pobytów w obozach koncentracyjnych kontynuował posługę kapłańską. Podczas pobytu w obozach koncentracyjnych nie podpisał tzw. Volkslisty. W 1943 roku wraz z księżmi Bernardem Czaplińskim i Józefem Jasińskim zorganizował „Caritas” (również: „Caritas bloku 28”).
thumb|Karta rejestracyjna Stefana Wincentego Frelichowskiego jako więźnia w nazistowskim obozie koncentracyjnym w Dachau Na przełomie 1944 i 1945 w obozie Dachau wybuchła epidemia tyfusu plamistego i duru brzusznego. Ks. Frelichowski zaangażował się w pomoc chorym. Podczas udzielania pomocy sam zaraził się tyfusem plamistym, który w połączeniu z zapaleniem płuc doprowadził w dniu 23 lutego 1945 do jego śmierci. Zwłoki ks. Frelichowskiego zostały wystawione na widok publiczny. Przed kremacją ciała z jego prawej dłoni amputowano dwa palce. Jeden z palców zagipsowano i umieszczono w szkatule, która w 1985 trafiła do kościoła Najświętszej Maryi Panny w Toruniu. Powstała również maska pośmiertna autorstwa przedwojennego studenta medycyny Stanisława Bieńki. Maska wraz ze schowanymi w niej kośćmi palców została zakopana na polu na obrzeżach obozu. Po wojnie maskę odkopał ks.