在此期间见证了第二次世界大战中经典空战之一的不列颠空战。1940年10月初回国，11月升任中佐。
太平洋战争.源田实作为第一航空舰队航空参谋参加了太平洋战争中偷袭珍珠港，印度洋海战，中途岛海战等航空作战。偷袭珍珠港是继英军奇袭塔兰托之后又一次海军航空兵的成功运用。向世人昭示了崭新的海军战术战法。在听说日本海军建造大和号战舰之后，源田说“秦始皇建造万里长城成为千古笑柄，我们现在建造大和不也一样吗”。他因为自己是航空兵出身所以一直主张战舰无用，航空为主的论调。中途岛海战之后源田在航