V roce 1940 se ovšem Grieg postavil proti Stalinovi a Kominterně, když žádali (po podepsání paktu Molotov–Ribbentrop), aby komunisté odsuzovali německou válku se západními zeměmi jako střet dvou imperialismů. Jako vlastenec se s tím Grieg nemohl smířit zejména po vpádu německých vojsk do Norska roku 1940. Nechal se odvést do norské armády a zúčastnil se bojů proti Němcům. Z Norska do Velké Británie prchl na stejné lodi jako královská rodina a rezervy centrální banky. V Británii Grieg sloužil norské exilové vládě a podílel se na tvorbě vládního rozhlasového vysílání. Sloužil také jako válečný korespondent, mapoval zejména činnost norských vojáků (na Islandu, na ostrově Jan Mayen a jinde). V noci na 2. prosince 1943 se v pozici válečného korespondenta zúčastnil spojeneckého náletu na Berlín. Připojil se ke 460. squadróně královského australského letectva, která sídlila u Binbrooku, konkrétně nasedl do Lancasteru Mk.III. Ten se stal jedním z pěti sestřelených spojeneckých letounů během této operace, zřítil se blízko německé obce Kleinmachnow. Grieg při tom zahynul, stejně jako všech sedm dalších členů posádky Lancasteru. To učinilo z Griega norského národního hrdinu. Krátce po osvobození, roku 1945, v Norsku vyšla sbírka jeho válečných básní nazvaná "Friheten" (Svoboda). Stala se nejprodávanější norskou sbírkou poezie všech dob. O jeho sporném působení ve 30. letech se v Norsku začalo diskutovat až s jistým zpožděním.