5日改称为第2飞行师团，负责满洲地区的防空。进入太平洋战争后期，为了参加菲律宾战役，1944年（昭和19年）5月部队转移至菲律宾，成为第4航空军旗下部队。接收来自第4飞行师团转让所属的航空机，参加莱特岛战役。负责袭击美军军舰和机场，船队护航。由于以特攻机进行攻击行动而使战力被耗尽。1945年1月1日起，第3航空军の区処を受け，同年2月随着第4航空军被取消编制，与第7飞行师团一道配属至第3航空军旗下。同年3月下旬，司令部和残存飞行部队转移至棉兰老岛。4月下旬，司令部迁至新加坡，5月17日解散。