เมื่อเกิดสงครามมหาเอเชียบูรพา ร.ท.โผน อินทรทัตอาสาสมัครเป็นทหารเสรีไทยและได้รับการฝึกตามหลักสูตรของสำนักบริการยุทธศาสตร์ หรือ "โอ.เอส.เอส." ในรุ่นที่ 1 แล้วจึงได้รับยศนายทหารเสรีไทยเป็นร้อยเอก ต่อมาในกลางเดือนมีนาคม 2486 ก็ออกเดินทางโดยเรือ "อับราฮัม คลาร์ก" พร้อมนายทหารเสรีไทยอีก 19 คนจากเมืองท่าบัลติมอร์เข้าคลองปานามาออกไปสู่มหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ แล้วตัดอ้อมทางใต้ของทวีปออสเตรเลียเข้าสู่มหาสมุทรอินเดีย ไปขึ้นบกที่นครบอมเบย์กลางเดือนมิถุนายน รวมเวลาเดินทางในทะเล 95 วัน นายทหารเสรีไทยรุ่นที่ 1 อยู่ในความควบคุมดูแลของ ร.อ.นิคอล สมิธ แห่งโอ.เอส.เอส ร.ท.โผนมีชื่อรหัสว่า "พอล"

ในบรรดาเสรีไทยสายอเมริกา ร.ท.โผน มีความอาวุโสมากที่สุด และมากกว่าเสรีไทยสายอเมริกาที่เป็นทหารทุกคน ยกเว้นแต่เพียง พ.ท.หม่อมหลวงขาบ กุญชร ทูตฝ่ายทหาร

ในระหว่างเดินทาง ร.ท.โผนพำนักอยู่ห้องเดียวกับ ร.อ.นิคอล สมิธ ผู้เขียนหนังสือ "สู่สยาม, ประเทศใต้ดิน" (Into Siam, Underground Kingdom) ที่ตีพิมพ์หลังสงคราม นิคอล สมิธ กล่าวถึง "พอล" ไว้ในบางตอนว่า

นิคอล สมิธ ยังบันทึกไว้ด้วยว่า "พอล" เป็นคนผิวคล้ำ และสนใจศึกษาภาษาจีน เพราะทราบว่าจะต้องไปปฏิบัติภารกิจในจีน

เมื่อเดินทางถึงประเทศอินเดียแล้ว นายทหารเสรีไทยสายอเมริการุ่นที่ 1 ก็เดินทางไปเข้าค่ายฝึกของศูนย์ปฏิบัติการ 101 ของโอ.เอส.เอส. ที่เมืองนาซีราซึ่งอยู่ชายแดนอัสสัมใกล้พม่า ภายหลังการฝึกอย่างทรหดที่ใช้เวลาประมาณ 2 เดือนเสร็จสิ้นลง ร.อ. นิคอล สมิธ จึงนำนายทหารเสรีไทย ซึ่งมี ร.อ.โผน อินทรทัต รวมอยู่ด้วย เดินทางด้วยเครื่องบิน ซี 47 ผ่านเทือกเขาหิมาลัย ไปลงที่สนามบินจุงกิง เมืองหลวงและที่มั่นในยามสงครามของรัฐบาลจีนคณะชาติเมื่อเดือนสิงหาคม 2486 พ.ท. หม่อมหลวงขาบ กุญชรซึ่งเดินทางล่วงหน้าด้วยเครื่องบินจากวอชิงตันมารอรับ ต่อมาคณะนายทหารเสรีไทยได้พบนายสงวน ตุลารักษ์กับคณะที่เล็ดลอดออกมาจากกรุงเทพฯ และทราบข่าวการถึงแก่กรรมของนายจำกัด พลางกูรผู้แทนขององค์การใต้ดินต่อต้านญี่ปุ่นในประเทศไทยที่เล็ดลอดเดินทางมาถึงจุงกิงตั้งแต่เดือนมีนาคมศกเดียวกัน