1 października 1939 gen. Władysław Sikorski, nowy Naczelny Wódz i minister spraw wojskowych, powołał go do służby czynnej we Francji, mianując początkowo I pomocnikiem, a 24 listopada – II zastępcą ministra spraw wojskowych (pełnił tę funkcję do lipca 1940). Modelski kierował Gabinetem Ministra i Komendą Kwatery Głównej, odpowiadał za sprawy personalne (kierowanie Biurem Personalnym i Rejestracyjnym powierzył uległemu płk. Fryderykowi Mally) i za ewakuację generałów i wyższych oficerów internowanych w różnych krajach Europy do Francji, gdzie formowana była armia polska. Podczas obsadzania stanowisk zapisał się niechlubnie tropieniem sanatorów i usuwaniem niejednokrotnie wartościowych oficerów z tworzonych sił zbrojnych, kierując się animozjami politycznymi i osobistymi. Wojskowych napiętnowanych w trybie kapturowym kierowano do obozu specjalnego w Cerizay. Na tym tle powstał konflikt między nim a generałem Marianem Kukielem, I zastępcą ministra spraw wojskowych. 3 maja 1940 mianowany generałem brygady. Kierował ewakuacją części wojsk polskich przez francuski port Le Verdon-sur-Mer w czerwcu 1940.