II wojna światowa W dniu agresji III Rzeszy na Polskę zgłosił się do wojska. Najpierw przez pierwsze 3 dni wojny dowodził obroną przeciwlotniczą Kalisza, następnie uczestniczył w obronie WarszawyBył oficerem sztabu Dowództwa Obrony Pragi.. Po kapitulacji uniknął niewoli i przez tereny okupacji sowieckiej, Łotwę i Szwecję dotarł do Paryża i jako pierwszy złożył relację z obrony Warszawy Władysławowi Sikorskiemu. Pomimo usilnych starań nie uzyskał przydziału liniowego, ani możliwości powrotu do kraju. Skierowany przez gen. Kazimierza Sosnkowskiego do pracy w tajnej bazie łączności w Bukareszcie. Do stolicy Rumunii przybył 4 grudnia 1939 z formalnym tytułem wicekonsula RP, gdzie organizował ewakuację polskich żołnierzy do Francji, przerzuty kurierów z i do Polski oraz odwiedzał obozy internowanych. W styczniu 1941 został przeniesiony na analogiczne stanowisko do Budapesztu piastując je do maja 1942. Jednak w obliczu likwidacji w zajętych przez Niemcy Węgrzech polskich placówek dyplomatycznych pozostawała tylko praca konspiracyjna. Pomimo ciągłego zagrożenia udawało się Rostworowskiemu ukrywać przed Gestapo do maja 1942.