Mayr wurde in ein Lager im südlichen Italien überführt, wo ihm nach der Landung amerikanischer und britischer Truppen im September 1943 die Flucht gelang. Er schlug sich zu den Alliierten durch und engagierte sich fortan in der "Austrian Section" der SOE. Von Stützpunkten in Norditalien aus, wo Partisanen größere Gebiete unter ihre Kontrolle gebracht hatten, sollte er unter den Decknamen "Jean Georgeau" und "Sepp Innerkofler" mit einem eigenen Kommando in seine Heimat Tirol vordringen und dort den Widerstand organisieren. In Außervillgraten in Osttirol baute er eine Widerstandsgruppe auf, die jedoch durch Verrat ausgehoben wurde, so dass sich Mayr in den Bergen verstecken musste. Mehrere Mitglieder seines Kommandos wurden verhaftet oder erschossen. Von Mayr verloren sich alle Spuren; seit der Jahreswende 1944/45 gilt er als verschollen. 1945 erklärte die SOE ihn für tot.