Płk Stanisław Thiel natychmiast włączył się w nurt pracy niepodległościowej i został członkiem Narodowej Organizacji Wojskowej. Ten okres jego działalności jest owiany mgłą tajemnicy. Nie wiadomo, kiedy wszedł do tej organizacji oraz jaką pełnił w niej funkcję. Jako przeciwnik scalenia NOW z AK, w połowie 1942 wszedł w skład Narodowych Sił Zbrojnych. Objął wówczas dowództwo Inspektoratu Ziem Zachodnich z siedzibą w Warszawie, koordynując działalność okręgów: X – Poznań, XI – Pomorze, IX – Łódź, VIII – Śląsk i VI – Częstochowa. Pracował pod pseudonimem „Przemysław”. Utrzymywał ścisłe kontakty z szefem Oddziału III KG NSZ, płk. Tadeuszem Boguszewskim ps. „Wacław”. Włożył także duży wkład pracy w szkolenie kadr. Miał nadzór nad podchorążówką IZZ prowadzoną przez kpt. Jana Muca ps. „Mnich”. Był także inicjatorem kursów policyjnych mających na celu przygotowanie oficerów NSZ do roli organizatorów policji w okresie przejściowym tj. po opuszczeniu ziem zachodnich przez Niemców.