Po aneksji Litwy przez ZSRR (3 sierpnia 1940) w czerwcu 1941 został aresztowany przez NKWD i wywieziony do łagru na północy Uralu. Zwolniony po wybuchu wojny niemiecko-sowieckiej i układzie Sikorski-Majski w styczniu 1942, ewakuował się wraz z armią Andersa do Iranu. Rozwinął tam działalność kulturalną i wydawniczą, tworząc Towarzystwo Studiów Irańskich. Wykładał także na Polsko-Irańskim Uniwersytecie Ludowym oraz na kursach dla nauczycieli. Melchior Wańkowicz tak napisał o spotkaniu z profesorem Kościałkowskim w Teheranie:
W 1945 r. przeniósł się do Bejrutu, także tam organizując życie kulturalne i szkolnictwo: stworzył Instytut Polski Naukowy z dwuletnim Studium Polonistycznym. Pobyt na Bliskim Wschodzie wykorzystał do badań nad historią stosunków polsko-irańskich oraz polsko-libańskich i syryjskich.