În septembrie 1939, după ceGermania Nazistă și Uniunea Sovietică au invadat și au ocupat Polonia, ca urmare a Pactului Ribbentrop–Molotov semnat anterior, Lwówul a intrat la început sub ocupație sovietică. Steinhaus a luat în calcul posibilitatea de a fugi în Ungaria, dar în final s-a hotărât să rămână la Lwów. Sovieticii au reorganizat universitatea pentru a-i imprima un caracter ucrainean, dar l-au numit totuși pe Stefan Banach (studentul lui Steinhaus) șef al catedrei de matematică, iar Steinhaus a continuat să predea. Corpul didactic al catedrei a fost întărit prin venirea mai multor refugiați polonezi din teritoriul ocupat de Germania. Steinhaus își amintea despre această perioadă că a „căpătat un insurmontabil dezgust fizic față de tot soiul de administratori, politicieni și comisari sovietici.”