Z uwagi na żydowskie pochodzenie Wertenstein musiał się ukrywać. Zakończone niepowodzeniem próby umożliwienia wyjazdu Wertensteina z okupowanej Polski podejmowali m.in. Niels Bohr i James Chadwick. Udało mu się przetrwać w podziemiu do 1944 roku dzięki pomocy fizyków: Wacława Wernera, Mariana Mięsowicza, Jana Weyssenhoffa. W 1944 roku z pomocą Mariana Mięsowicza przedostał się na Węgry. W Budapeszcie składał bez powodzenia wnioski o wizy do ambasad Szwecji i Szwajcarii. Zginął 18 stycznia 1945 w czasie oblężenia Budapesztu, niosąc chleb dla rannego i przechodząc przez most Elżbiety, trzy i pół tygodnia przed wyzwoleniem miasta. Przyczyna śmierci nie jest jasna, świadkowie nie są zgodni, czy zginął od odłamka, czy od miny. Dwa dni przed śmiercią ukończył swój ostatni artykuł na temat promieniowania kosmicznego.