Til tross for Duesterbergs avstandstaking til SA, ble han allikevel arrestert under de lange knivers natt, og sent til Dachau konsentrasjonsleir hvor han imidlertid etter en kort tid ble løslatt. Etter løslatelsen trakk han seg tilbake fra offentligheten. Men det er kjent at han hadde kontakt med enkelte aktører innen den tyske motstandsbevegelsen mot Hitler, blant annet hadde han et møte med Carl Friedrich Goerdeler i 1943, men hadde ingen rolle i attentatplanene mot Hitler.