Казалось бы, Карл Дибич был успешным дизайнером, нашедшим себе место в системе СС и Третьего рейха, и никакого отношения к преступлениям режима иметь он на мог просто по роду своей деятельности. Однако нацистский режим потому и был тоталитарным, что никто – ни дизайнер, ни поэт – не могли остаться в стороне от окружающих реалий. После начала Второй мировой войны осуществился новый этап карьеры Карла Дибича, теперь уже мало связанный с его основной профессией. 1 ноября 1939 г. он был назначен командиром 2-го штурмбанна 11-го штандарта соединений СС «Мертвая голова», дислоцированного в Варшаве и занимавшегося в т. ч. организацией арестов и проведением карательных операций против польской интеллигенции и вообще всевозможных неблагонадежных элементов. 1 марта 1940 г. он сдал пост Вильгельму Кольму и возглавил весь 11-й штандарт; в тот же день он был официально зачислен в войска СС в звании штандартенфюрера резерва. 1 января 1941 г. штандарт был расформирован, а его личный состав передан во вновь сформированный 11-й пехотный полк СС. Понятно, что полное отсутствие у Дибича какого-либо командного опыта не предполагало его сохранение на посту командира полка, который собирались в перспективе отправить на фронт. В связи с этим он получил назначение офицером резерва в пехотный полк СС «Германия», входивший в состав дивизии СС «Рейх».
В рядах эсэсовских частей Дибич принял участие в военных действиях на территории СССР, а 2 июля 1941 г., после гибели штандартенфюрера СС Хильмара Вэккерле временно принял командование полком СС «Вестланд» дивизии СС «Викинг». Впрочем, этот пост он занимал всего 3 дня и после прибытия Артура Флепса был 5 июля 1941 г. зачислен офицером резерва в штаб дивизии СС «Викинг». С 1 января 1942 г. Дибич командовал зенитным дивизионом в составе этой дивизии. В боях Дибич был несколько раз ранен, причем довольно серьезно, о чем говорит тот факт, что он был награжден Знаком за ранение в серебре (
В следующий раз Дибич вернулся в действующую армию через год: 15 апреля 1943 г. он был назначен командиром корпусного зенитного дивизиона только что сформированного III (германского) танкового корпуса СС, во главе которого стоял хорошо знавший Дибича по службе в «Викинге» Феликс Штейнер. В сентябре 1943 г. части корпуса были переброшены из учебного лагеря на Балканах, где приняли участие в боях против партизан Иосипа Броз Тито, а после выхода Италии из войны участвовали в разоружении итальянских частей и оккупации Северной Италии. Фактически в серьезных боевых операциях Дибич так и не поучаствовал, поскольку лишь в конце ноября 1943 г. началась переброска войск корпуса на советско-германский фронт на участок 18-й армии, занимавшей позиции в районе Ораниенбаума под Ленинградом. В Россию Дибич не поехал: 1 декабря 1943 г. он был заменен Вальтером Пловом и переведен в Командный штаб рейхсфюрера СС в качестве кандидата на занятие поста командира полка. Однако назначение так и не состоялось, и Дибич так и остался в Командном штабе рейхсфюрера СС, пока 1 февраля 1944 г. не был откомандирован в распоряжение верховного руководителя СС и полиции в Италии Карла Вольфа, где ему было предписано заниматься вопросами
В самом конце войны Дичибу довелось еще раз попасть на фронт. 10 февраля 1945 г. он был назначен командиром 24-го горного артиллерийского полка войск СС 24-й горнострелковой (карстъегерской) дивизии войск СС. Дивизия участия в боевых действиях в составе действующей сухопутной армии не принимала, а в основном вела боевые действия против итальянских партизан. Она была практически полностью уничтожена, а из ее остатков было создано несколько боевых групп (в т. ч. одну возглавил Дибич), вошедших в ударную группу бригадефюрера СС Гейнца Хармеля. 9 мая 1945 г. остатки эсэсовских частей, и вместе с ними Дибич, сдались в Клагенфурте частям 6-й британской бронетанковой дивизии.