1940 októberében a Császári Japán Haditengerészet Főhadiszállásába került, mint a Műveleti Részleg vezetője. Tomioka a Csendes-óceáni Háború első két évében továbbra is szolgált ebben a minőségben, amely alatt sikertelenül ellenezte a Pearl Harbor elleni támadást. Ő is határozottan ellenezte Isoroku Yamamoto admirális terveit a Midway műveletre.
, javasolja, hogy Japán foglalja el a stratégiailag sokkal fontosabb Fidzsi és Szamoa szigetcsoportokat. Tomioka arra is törekedett, hogy az új-guineai Port Moresby megszállására összpontosítson, akár Ausztrália inváziójának előkészítője, akár az amerikai fuvarozóflotta lehető legtávolabbra vonzása a hazai bázisoktól. Elutasították, amikor Yamamoto lemondással fenyegetett.