Старший сын Тимофеева-Ресовского Дмитрий (Фома) находился в то время в концлагере Маутхаузен на территории бывшей Австрии. Его перевели туда в августе 1944 года из берлинской тюрьмы. Жив он или нет, никто не знал. Последнее письмо с квитанцией о получении передачи от родителей датировалось декабрем. Концлагерь Маутхаузен считался самым большим на территории Германии и самым страшным. В центральном отделении в Линце и в сорока лагпунктах, разбросанных по всей территории Верхней Австрии, в начале 1945 года находилось около 300 тысяч заключенных. Труд узников использовался в добыче и обработке гранита, в рытье подземных тоннелей и строительстве бункеров для перевода ключевых военных производств в безопасные от бомбежек места.
Судьба сына, студента-биолога, которого он очень любил (Фома, родившийся в Москве в 1923 году, внешне и по характеру был похож на отца), была абсолютной и главной заботой Николая Владимировича. От отчаяния он начал ездить в берлинскую православную церковь, чтобы молиться о спасении сына. Винил себя, что не уберег Фому, о подпольной работе которого по организации помощи советским военнопленным он знал. Даже поощрял и помогал изготовлением фальшивых справок на бланках института. Возможность спасения или хотя бы какой-то определенности приближалась. В Верхнюю Австрию тоже входили союзные армии и приближались к Линцу, с запада – американцы, с востока – дивизии Второго Украинского фронта.
Тимофеев-Ресовский не был наивным человеком и, несмотря на русский патриотизм, возвращаться в Советский Союз не собирался, понимая, что окажется там в тюрьме. Отклонив в 1937 году формальную рекомендацию консульства СССР в Берлине на предмет возвращения, он, по законам того времени, перешел в категорию «изменника» (категории «невозвращенец» в 1937 году не существовало). Советские паспорта супругов не продлили, а конфисковали. Николай Владимирович и Елена Александровна получили германские удостоверения лиц без гражданства. На последний перед началом войны Международный конгресс по генетике в Эдинбурге Тимофеев-Ресовский приезжал с таким удостоверением. Предложение о принятии германского гражданства Николай Владимирович отклонил.
В марте 1945 года он мог с семьей достаточно легко уехать из Берлина в Гамбург или Бремен. Его ученик и друг Макс Дельбрюк, эмигрировавший в США в 1938 году, сообщил, что имя Тимофеева-Ресовского включено в список особо важных ученых Уранового проекта, которым американское военное командование должно обеспечить перелет в США или в Англию. Дельбрюк как бывший немецкий физик был привлечен к составлению этого списка. Главная цель США в этом большом и приоритетном проекте состояла в том, чтобы лишить Советский Союз возможности использовать германские технологии создания атомного оружия и баллистических ракет. Нацисты именно поэтому продолжали столь упорно сопротивляться и на востоке и на западе, несмотря на очевидное свое поражение, так как питали надежду, что новое поколение баллистических ракет, становившихся межконтинентальными, и атомные бомбы, реальность появления которых определялась месяцами, а не годами, смогут спасти их от капитуляции. Геббельс строил свою пропаганду на обещании применить «секретное оружие». Производство металлического урана в Германии продолжало нарастать, в основном в Ораниенбурге, северо-восточнее Берлина, и к марту 1945 года достигало трех-четырех тонн в месяц. Руководителем всех заводов по производству чистого урана был профессор Николаус Риль. Он же был и автором патентов на технологию очистки урана.
Риль, родившийся в Санкт-Петербурге в 1901 году в семье немецкого инженера, переехал в Германию в 1918-м. Его мать была русской. Еще с 30-х годов он стал близким другом Тимофеева-Ресовского. Известна совместная публикация 1941 года Риля, Тимофеева-Ресовского и Циммера по биологическому действию радиации (Die Naturwissenschaften. № 42/43. S. 623). Риль был членом национал-социалистической партии (это было обязательно для руководителей производств) и входил в высшие круги германской военной машины. Он спас сына Тимофеева-Ресовского от неминуемого расстрела в берлинской тюрьме. После неудавшегося покушения на жизнь Гитлера 20 июля 1944 года всех заговорщиков, а затем и всех членов антифашистского Сопротивления казнили в тюрьмах без всяких судов. Благодаря Рилю Фому удалось спасти от казни, но не от концлагеря. В 2003 году по архивам КГБ был составлен сборник документов «Рассекреченный Зубр: Следственное дело Н. В. Тимофеева-Ресовского» (составители Я. Г. Рокитянский и др.). Опубликованный в нем протокол допроса Тимофеева-Ресовского в ночь на 15 декабря 1945 года, который вел майор В. А. Гарбузов, содержит такую фразу Николая Владимировича: