W czasie II wojny światowej będąc sanitariuszką organizowała pomoc dla uciekinierów przybywających do Warszawy we wrześniu 1939 roku. Kiedy miasto skapitulowało Felicja Lemiesz wyjechała do Białegostoku i następnie do Lwowa, gdzie znalazła zatrudnienie w aptece. W 1940 roku na Wydziale Historycznym Instytutu Pedagogicznego rozpoczęła studia oraz działała w MOPR. Po ataku Niemiec na Związek Radziecki ewakuowała się do Uljanowska i dalej do Uzbeckiej SRR, pracując w kołchozie, a następnie w Proletarsku w warsztatach kopalni węgla. Do Armii Polskiej w ZSRR wstąpiła w listopadzie 1943 roku i po ukończeniu szkoły oficerskiej otrzymała stopień chorążego i skierowana została w 9 pułku piechoty do kompanii łączności na stanowisko zastępcy dowódcy ds. polityczno-wychowawczych. Razem z oddziałem od Sielc do Pragi przeszła szlak bojowy, a 17 września 1944 roku forsując Wisłę była ciężko ranna. W grudniu 1944 roku wyszła ze szpitala i w stopniu podporucznika została przeniesiona do Głównego Zarządu Polityczno-Wychowawczego Wojska Polskiego. Podczas odbywania służby w 3 Dywizji Piechoty im. Romualda Traugutta zweryfikowano ją jako byłego członka KPP i przyjęto w szeregi Polskiej Partii Robotniczej.