1940 m. spalio mėn. Tomioka buvo paskirtas Japonijos karinio jūrų laivyno generaliniam štabui kaip operacijų skyriaus vadovas. Jis toliau tarnavo šiame pareigoje per pirmuosius dvejus Ramiojo vandenyno karo metus, per kuriuos nesėkmingai priešinosi Pearl Harbor atakai. Jis taip pat griežtai priešinosi admirolo Isoroku Yamamoto planams dėl Midway operacijos.
, siūlydamas, kad Japonija užimtų daug labiau strateginiu požiūriu svarbius Fidžio ir Samoa salų grupes. Tomioka taip pat ragino sutelkti dėmesį į Port Moresby okupaciją Naujojoje Gvinėjoje, arba kaip Australijos invazijos pradžią, arba amerikiečių lėktuvnešų laivyno išstojimą kiek įmanoma toliau nuo savo namų bazių. Jis buvo atmestas, kai Jamamoto grasino atsistatydinti.