Under okkupasjonen av Norge av Nazi-Tyskland, da Nasjonal Samling faktisk kom til makten som et samarbeidsparti, ble Tønnessen arrestert av myndighetene i august 1943 for motstandsarbeid. Han satt fengslet i Bredtveit fangeleir til november, deretter i Møllergata 19, så fra april til oktober 1944 på Akershus festning, og til slutt i Grini fangeleir til krigens slutt.