Da Tyskland angrep Norge i 1940, jobbet Sønsteby som revisorassistent. Han sluttet seg til de norske styrkene på Østlandet. Sammen med andre frivillige samlet de seg i Nordmarka og ble satt inn i styrkene som kjempet på Ringerike og Hadeland, og fulgte disse videre opp i Østre Gausdal. Etter hvert fikk han lungebetennelse og måtte til slutt legges inn på sykehus.