W kampanii wrześniowej wziął udział jako członek warszawskiej obrony cywilnej. Niemal od pierwszych dni okupacji związał się z konspiracją, w której skupił się na działalności propagandowej i publicystycznej. Początkowo do jego obowiązków należało prowadzenie nasłuchu różnych rozgłośni radiowych i opracowywanie na ten temat raportów, a następnie objął funkcję kierownika Wojskowego Biura Historycznego w ramach Biura Informacji i Propagandy Komendy Głównej ZWZ, a potem AK. W konspiracji wydawał miesięcznik „Insurekcja”, a także czasopismo „Żołnierz Polski w Kampanii Wrześniowej” przemianowane potem na „Żołnierz Polski w Drugiej Wojnie Światowej”.

Jednocześnie aktywnie działał w konspiracyjnym stowarzyszeniu Polscy Socjaliści. W trakcie Powstania Warszawskiego pracował w powstańczym Biurze Informacji i Propagandy. Po kapitulacji trafił do obozu jenieckiego Lamsdorf w Łambinowicach, skąd przewieziono go do oflagu Gros-Born w dzisiejszym Bornym Sulinowie. Podczas pobytu w obozie wspólnie z prof. Aleksandrem Gieysztorem opracował pierwszy dokument dotyczący całości działań powstańczych.

Po wojnie w latach 1945 - 1950 był dyrektorem Instytutu Pamięci Narodowej przy Prezydium Rady Ministrów. Następnie pracował w Archiwum Akt Dawnych oraz Polskiej Akademii Nauk.

Stanisław Płoski zmarł 7 marca 1966 roku w Otwocku.