Während des Zweiten Weltkrieges blieb er in Warschau, wo er in der Zeit der deutschen Besatzung formal bei der Warschauer Stadtverwaltung arbeitete, eigentlich aber an der polnischen Untergrunduniversität unterrichtete. Sierpiński gelang es, seine Arbeiten nach Italien zu schmuggeln, wo sie veröffentlicht wurden. Unter jeder seiner Arbeiten stand: Die Beweise für diese Theorien werden in den Publikationen der "Fundamenta Mathematicae" veröffentlicht. Jeder verstand, dass es eigentlich heißen sollte, dass Polen überleben wird. Nach der Niederschlagung des Warschauer Aufstandes im Oktober 1944 zerstörten die deutschen Truppen systematisch die Stadt. Auch die Wohnung der Sierpińskis ging in Flammen auf, die kostbare Bibliothek war verloren; ebenso brannte die Universitätsbibliothek ab, die privaten Bibliotheken dreier weiterer Warschauer Mathematikprofessoren wurden zerstört und mit ihnen fast alle der 32 Bände der "Fundamenta Mathematicae". Mehr als die Hälfte aller Lektoren der mathematischen Abteilung der Universität kamen ums Leben. Diese Verluste spornten Sierpiński an, neue Schriften und Bücher zu verfassen. Er war lebenslang sehr produktiv und verfasste insgesamt die erstaunliche Anzahl von 724 Artikeln und 50 Büchern.