1943年，因应太平洋战争开打，驻扎部队编制改为隶属于高雄冈山的第十四联合航空队。1944年5月15日，因太平洋战场需要大量飞行员，虎尾海军航空队转为负责训练飞行练习生；该年全日本500名飞行练习生中有260名分发至该地受训。同年，美军开始轰炸虎尾糖厂（因为该厂产制酒精燃料）及虎尾飞行基地。1945年2月15日，当地因机材、燃料、人员枯竭而难以继续训练课程，虎尾海军航空队因此宣告解散；一些训练生返回日本，余者编入台湾海军航空队参加作战，该基地之飞机则移交驻扎于台湾之神风特攻队｢忠诚队｣使用。