כתוב המשך לפרק זה - באוקטובר 1939, מילס מונה לכוח האימפריאלי האוסטרלי השני ושירת עם גדוד הפרשים השישי של חיל הפרשים. בקרב בארדיה
בינואר 1941 הוא פיקד על שלוש יחידות של נושאות תותחים ברן וזכה לצלב הצבאי על אומץ לבו בשדה הקרב. במהלך הפלישה לסוריה ביוני אותה שנה הוענק לו צלב צבאי. מילס היה הראשון מבין 15 חיילים אוסטרלים שהוענק להם הכבוד הזה במלחמת העולם השנייה. הוא הועלה לקפטן ביוני 1941 ולמייג'ור בפברואר 1942 ובמרץ 1943 הועלה לסגן קולונל זמני והפך למפקד הגדוד המשוריין ה-2/5 של אוסטרליה. במאי 1944, מילס קיבל את פיקודו על הגדוד המשוריין הרביעי ושירת במדנג, גינאה החדשה. הוא ויתר על פיקודו של הגדוד בפברואר 1946 והועבר לשירותי השומרים ב-27 במרץ.