Sang đảo La Réunion

Ngày 3 tháng 11 năm 1916, gia đình vua Thành Thái và Duy Tân lên tàu Guadiana ở Cap Saint-Jacques (Vũng Tàu). Đến ngày 20 tháng 11 họ tới bến Pointe de Galets đảo La Réunion lúc 7 giờ rưỡi sáng. Tại đây, từ chối một biệt thự sang trọng người Pháp dành cho, gia đình cựu hoàng sống trong một căn nhà thuê lại một người dân ở thành phố Saint-Denis. Ông sống giản dị trong căn nhà nhỏ, ăn mặc và sinh hoạt cũng giản dị như bao người dân bình thường khác ở đảo.

Duy Tân bất bình với cha Thành Thái vì không hợp tính tình, ông cắt đứt liên lạc với gia đình. Duy Tân ghi tên học về vô tuyến điện và mở tiệm Radio - Laboratoire bán hàng sửa chữa máy. Đồng thời, ông thi tú tài ở trường Trung học Leconte de Lisle và học thêm ngoại ngữ, luật học. Duy Tân ít quan hệ với người Pháp, chỉ giao du với một nhóm bạn bè. Ông tham gia hội yêu nhạc, học cưỡi ngựa và thắng nhiều cuộc đua. Cựu hoàng Duy Tân còn viết nhiều bài và thơ đăng trong những tờ báo Le Peuple (Dân chúng), Le Progrès (Tiến bộ) dưới biệt hiệu Georges Dry. Bài Variations sur une lyre briée (Những biến tấu của một cây đàn lia gãy vỡ) được giải nhất văn chương của Viện Hàn lâm Khoa học và Văn chương La Réunion năm 1924. Duy Tân còn là hội viên của Hội Tam Điểm, Franc-Macon và Hội địa phương bảo vệ Nhân quyền và quyền Công dân.

Trong bài Destin tragique d'un Empereur d'Annam: Vĩnh San - Duy Tân đăng trong Revue France-Asie, năm 1970, tác giả E.P Thébault, một bạn thân của Duy Tân, ghi rằng: chỉ một lần – một lần mà thôi – trong bức thơ ngày 5 tháng 6 năm 1936 gởi cho Marius Moutet, Tổng trưởng Bộ Thuộc địa Pháp, Duy Tân gợi lại cuộc biến động 1916 và nói về vai trò của ông trong vụ ấy để xin phép qua trú ngụ bên Pháp". Trong nhiều bức thư khác gởi cho Chính phủ Pháp từ 1936 cho đến 1940, để xin phục vụ trong Quân đội Pháp, ông không đả động đến vụ mưu loạn tại Việt Nam. Tất cả đơn đều bị bác vì Bộ Thuộc địa phê trong tờ lý lịch cá nhân của Duy Tân (được giải mật sau này): "...parait difficile à acheter, extrêmement indépendant... intrigue pour quitter la Réunion et rétablissement trône d'Annam..." (Có vẻ khó mua chuộc, rất độc lập, mưu đồ rời khỏi đảo La Réunion để tái lập ngôi báu ở An Nam...).

Tham gia Quân đội Pháp

Ngày 18 tháng 6 năm 1940, Charles de Gaulle kêu gọi chống Đức Quốc xã. Sự việc nước Pháp bại trận trong Chiến tranh thế giới thứ hai, đầu hàng phát xít Đức và sau đó lực lượng kháng chiến Pháp ở hải ngoại do De Gaulle đứng đầu được thành lập ở Anh trở về tái chiếm đất Pháp đã có tác động rất lớn đến tư tưởng, tình cảm của Cựu hoàng. Ông xem De Gaulle là thần tượng, là hình mẫu cho hoạt động cứu nước của mình. Tuy "nước Pháp tự do" và nước Pháp thực dân mà ông chống đối đều là một nước Pháp, Duy Tân hưởng ứng và bằng đài vô tuyến điện, ông đã thu thập tin tức bên ngoài để chuyển cho Lực lượng kháng chiến tự do Pháp. Vụ việc đổ bể, ông bị nhà cầm quyền La Réunion (lúc đó theo Chính phủ Vichy) câu lưu sáu tuần. Sau đó, ông phục vụ ba tháng với cấp bậc hạ sĩ vô tuyến trong phe kháng chiến của tướng Legentilhomme và Đại tá Alain de Boissieu. Bị giải ngũ vì lý do sức khoẻ, Duy Tân nhờ Thống đốc La Réunion là A. Capagory (1942 - 1947) can thiệp cho ông đăng vào bộ binh Pháp dưới quyền của tướng Catroux với cấp bậc binh nhì. Một thời gian sau ông được thăng lên Chuẩn úy rồi sang châu Âu.

Ngày 5 tháng 5 năm 1945, có lệnh đưa Chuẩn úy Duy Tân về phòng Quân sự của tướng Charles de Gaulle ở Paris. Duy Tân đến Pháp vào tháng 6 năm 1945 khi Đức đã đầu hàng ngày 8 tháng 5. Ngày 20 tháng 7 năm 1945, ông được đưa qua phục vụ tại Bộ Tham mưu của Sư đoàn 9 Bộ binh Thuộc địa (9ème DIC) đóng ở Forêt Noire, Đức.

Ngày 29 tháng 10 năm 1945, Charles de Gaulle ký một sắc lệnh hợp thức hóa những sự thăng cấp liên tiếp của Duy Tân trong Quân đội Pháp: Thiếu úy từ 5 tháng 12 năm 1942, Trung úy từ 5 tháng 12 năm 1943, Đại úy tháng 12 năm 1944 và Thiếu tá ngày 25 tháng 9 năm 1945. Tuy nhiên, nhiều người cho rằng cựu hoàng Duy Tân đã bị dùng như một con bài chính trị trong kế hoạch mật tái chiếm Đông Dương của Pháp.