Í október 1940 var Tomioka skipaður yfirmaður aðgerðasviðs í höfuðstöðvum Japanskra hersins og starfaði þar í fyrstu tveimur árum Kyrrahafsstríðsins, en hann stóðst ekki gegn árás á Pearl Harbor. Hann hafnaði einnig ákaflega áætlunum Isoroku Yamamoto um Midway-herferðina.
, sem leggur til að Japan taki miklu mikilvægari eyjar Fiji og Samóa í staðinn. Tomioka hvatti einnig til að einbeita sér að hernám Port Moresby í Nýja-Gíneu, annaðhvort sem áfangastað fyrir innrás í Ástralíu eða til að draga bandaríska flugskipaflotann eins langt og mögulegt er frá heimasvæðum sínum. Hann var hafnađur ūegar Yamamoto hótađi ađ segja af sér.