במהלך מלחמת העולם השנייה בלאמי פיקד על הכוח האימפריאלי האוסטרלי השני והצבא הראשון במזרח התיכון. בתפקידו האחרון הוא פיקד על חיילי אוסטרליה וקומנוולת' בקרב האסון על יוון. בתפקידו הקודם, הוא ניסה להגן על האינטרסים האוסטרליים מפני מפקדים בריטיים שניסו לפזר את כוחותיו בכל מיני משימות. הוא מונה לסגן המפקד העליון של פיקוד המזרח התיכון, וקידמו אותו לגנרל בשנת 1941. ב-1942 חזר לאוסטרליה כמפקד הכללי של הכוחות הצבאיים האוסטרליים ומפקד הכוחות היבשתיים של בעלות הברית באזור דרום מערב האוקיינוס השקט תחת פיקודו של הגנרל דאגלס מקארתור. בהוראתו של מקארתור וראש הממשלה ג'ון קורטין, הוא קיבל את הפיקוד האישי על כוחות גינאה החדשה במהלך מסע הקוקודה.
, ופינוי סגן גנרל סידני רואל ומייג'ור גנרל ארתור אלן בנסיבות שנויות במחלוקת. בלאמי גם תכנן וביצע את מסע הצבאות המשמעותי והנצחוני של סלמואלה. למרות זאת, במהלך המערכות הסופיות של המלחמה הוא עמד בפני ביקורת קולנית על ביצועי הצבא. הוא חתם על מסמך הכניעה היפני בשם אוסטרליה בטקס הכניעה של יפן במפרץ טוקיו ב-2 בספטמבר 1945, ומאוחר יותר קיבל באופן אישי את הכניעה היפנית במורוטאי ב-9 בספטמבר. הוא הועלה למרשל השדה ביוני 1950.