Barthelmess vervet seg i Naval Reserve i den amerikanske hæren, og tjenestegjorde under den andre verdenskrig som løytnant. Etter krigen valgte han å trekke seg tilbake fra filmbransjen og isteden leve av sine investeringer. Barthelmess var en av grunnleggerne av Academy of Motion Picture Arts and Sciences. For sin innsats som skuespiller ble Richard Barthelmess tildelt en stjerne på Hollywood Walk of Fame.