至在1940年10月还获得晋升，成了参谋本部作战课作战班长。1941年7月，服部就任该职。另一方面，诺门罕另一位主事者——辻政信也调往参谋本部服务，任作战课兵站班长。此时服部的上司是参谋本部作战部长，他与服部将后者的前任、反对召回辻的土居明夫降职。到太平洋战争爆发时，陆军的作战多经由田中、服部与辻三人共同策划。1942年8月，瓜达尔卡纳尔战役开始，服部在视察当地时曾报告「补给线正确实建立着，没有问题」，但与事实有极大出入，陆军投入了超过三万人的军队，最终要撤退时却仅存一万人，死亡原因大多为病死、饿死。