W czasie II wojny światowej Blamey dowodził II austriackimi siłami cesarskimi i I korpusem na Bliskim Wschodzie. W tej drugiej roli dowodził austriackimi i wojskami Wspólnoty Narodów w katastrofalnej bitwie o Grecję. W poprzedniej roli próbował chronić australijskie interesy przed brytyjskimi dowódcami, którzy próbowali rozproszyć jego siły na różnego rodzaju misjach. Został mianowany zastępcą naczelnego dowódcy Dowództwa Bliskiego Wschodu, a w 1941 r. awansował na generała. W 1942 roku wrócił do Australii jako dowódca generalny sił zbrojnych Australii i dowódca sił lądowych aliantów w południowo-zachodnim rejonie Pacyfiku pod dowództwem generała Douglasa MacArthura. Na polecenie MacArthura i premiera Johna Curtina, przejął dowództwo nad siłami Nowej Gwinei podczas kampanii Kokoda Track.
, i zwolnił generała porucznika Sydney Rowell i generała Arthur Allen w kontrowersyjnych okolicznościach. Blamey zaplanował i przeprowadził znaczącą i zwycięską kampanię Salamaua<unk>Lae. Niemniej jednak, podczas ostatnich kampanii wojennych stanął w obliczu głośnej krytyki działania armii. Podpisał japoński dokument kapitulacji w imieniu Australii podczas uroczystej kapitulacji Japonii w Zatoce Tokijskiej 2 września 1945 r., a później osobiście zaakceptował japońską kapitulację w Morotai 9 września. W czerwcu 1950 roku awansował na stanowisko marszałka.