מספר ספינות מלחמה אוסטרליות, כוח יבשה חזק של 3,000 איש ומטוסים מכמה טייסות של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי, השתתפו בניסיון הבלתי מוצלח להגן על ג'אווה עם פלישת היפנים לאי במרץ 1942. ה"פרת'" הייתה חלק מכוח ימי בפיקוד משותף של ארצות הברית-בריטניה-הולנד-אוסטרליה (ABDACOM), שהובס בקרב ים ג'אווה ב-27 בפברואר במהלך ניסיון ליירט את אחת משיירות הפלישה היפניות. ה"פרת'" הוטבעה ב-1 במרץ, כאשר יחד עם הסיירת הכבדה האמריקאית "יוסטון" (USS Houston), היא נתקלה בכוח פלישה יפני אחר בעת שניסו להימלט לצ'ילקאפ שעל החוף הדרומי של ג'אווה. הסלופ "יארה" הוטבעה גם היא ליד החוף הדרומי של ג'אווה, לאחר שהיא הותקפה על ידי שלוש סיירות יפניות בעת שליוותה שיירה ב-4 במרץ. ספינות מלחמה אוסטרליות אחרות, כולל הסיירת הקלה "הוברט" (HMAS Hobart), וכמה קורבטות, הצליחו להימלט משטחי איי הודו המזרחית ההולנדים. כוח צבאי שכלל כוחות מהדיוויזיה השביעית היה גם הוא חלק מכוח היבשה של ABDACOM בג'אווה, אך הם ביצעו מספר מצומצם של פעולות לפני כניעתם ב-12 במרץ, לאחר שהכוחות ההולנדים על האי החלו גם הם להיכנע. מטוס של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי שפעל בבסיסים בג'אווה ובאוסטרליה נפל גם הוא בשבי, בנוסף ל-160 אנשי צוות קרקע של טייסת 1.
בעקבות השלמת כיבושם של איי הודו המזרחית ההולנדים, ביצע הצי האווירי הראשון פשיטה באוקיינוס ההודי. בראשית אפריל תקף כוח זה את ציילון וה"ומפייר" טובעה ב-12 באפריל ליד חופי טרינקומלי, בשעה שליוותה את נושאת המטוסים הבריטית אה"מ הרמס, שגם היא טובעה. הבריגדות ה-16 וה-17 של צבא אוסטרליה היו חלק מחיל המצב של האי, אך לא השתתפו בקרבות.
בניית הכוחות האוסטרלים.
לאחר נפילתה של סינגפור, הביעה ממשלת אוסטרליה חשש, יחד עם אוסטרלים רבים, שיפן תפלוש ליבשת אוסטרליה. מוכנותה של אוסטרליה להתמודדות עם מתקפה כזו הייתה ירודה, שכן חיל האוויר המלכותי האוסטרלי סבל ממחסור בכלי טיס מודרניים והצי המלכותי האוסטרלי היה קטן מדי וכוחו לא היה מאוזן מול זה של הצי הקיסרי היפני. בנוסף, הצבא האוסטרלי, למרות גודלו, כלל יחידות לא מנוסות רבות וסבל ממחסור בניידות. לצורך מענה לאיום זה הוחזרו רוב יחידות ה-AIF מהמזרח התיכון והממשלה פנתה לארצות הברית בבקשת עזרה. ראש ממשלת בריטניה, וינסטון צ'רצ'יל, ניסה להפנות את הדיוויזיות השישית והשביעית לבורמה כאשר הן היו בדרכן לאוסטרליה, אך ראש ממשלת אוסטרליה, ג'ון קרטין סירב לאפשר זאת. כצעד של פשרה, שתי בריגדות מהדיוויזיה השישית ירדו בציילון והיוו חלק חיל המצב של האי עד לשובם לאוסטרליה באוגוסט 1942.
החשש מפני הפלישה גרם להרחבה משמעותית של כוחות ההגנה של אוסטרליה. באמצע 1942 כללה כבר מצבת הכוח של הצבא 10 דיוויזיות חיל רגלים, 3 דיוויזיות משוריינות ומאות יחידות נוספות. חייל האוויר המלכותי האוסטרלי והצי המלכותי האוסטרלי הורחבו גם הם באופן משמעותי, אף על פי שנדרשו שנים לשתי זרועות אלו להגיע לשיא כוחן. עקב הצורך ההולך וגדל בכוח אדם, הוסרו המגבלות שחסמו את גיוסם של לא-אירופאים מלהצטרף לכוחות ההגנה האוסטרלים החל מסוף 1941 וכ-3,000 אבוריג'ינים התגייסו בסופו של דבר. רוב המתגייסים הללו נטמעו ביחידות קיימות, אך הוקם מספר קטן של יחידות מיעוטים, כמו "גדוד חיל הרגלים הקל של מצר טורס" (Torres Strait Light Infantry Battalion). אלפי אוסטרלים שהיו פסולים לשירות צבאי, נענו לקריאת הגיוס על רקע איום הפלישה והצטרפו לארגוני עזר, כמו "גיס ההגנה ההתנדבותי" (Volunteer Defence Corps) ו"גיס תצפיתני האוויר המתנדבים" (Volunteer Air Observers Corps) שהוקמו על פי הדגם של משמר המולדת ו"גיס התצפיתנים המלכותי" (Royal Observer Corps), בהתאמה. אוכלוסייתה והבסיס התעשייתי של אוסטרליה לא היו מספיקים כדי לאייש את הכוחות הללו משעה שאיום הפלישה חלף וממדיו של הצבא הצטמצמו החל מ-1943, בעוד שרק 53 מתוך 73 הטייסות שהממשלה אישרה את הקמתן, אכן הוקמו בפועל.
למרות החששות האוסטרליים, ליפנים מעולם לא הייתה כוונה של ממש לפלוש ליבשת אוסטרליה. בעוד שאפשרות הפלישה נשקלה על ידי המטה הכללי הקיסרי היפני בפברואר 1942, היא נתפסה כמהלך שהיה מעבר ליכולות הצבאיות של יפן ולא נעשו הכנות לקראת פלישה שכזאת. תחת זאת, במרץ 1942, אימצה יפן את האסטרטגיה של בידוד אוסטרליה מארצות הברית על ידי כיבושה של פורט מורסבי שבגינאה החדשה ושל איי שלמה, פיג'י, סמואה, וקלדוניה החדשה. תוכנית זו סוכלה בעקבות התבוסה היפנית בקרב ים האלמוגים והיא נדחתה ללא הגבלת זמן לאחר קרב מידווי. בעוד ששני הקרבות הללו שמו קץ לאיום על אוסטרליה, המשיכה ממשלת אוסטרליה להזהיר שסכנת הפלישה עדיין הייתה קיימת עד לאמצע 1943.
קריסת כוחה של בריטניה באוקיינוס השקט גרמה גם היא לאוסטרליה לשנות את המגמה של מדיניות החוץ והביטחון שלה כלפי ארצות הברית. בפברואר 1942 הסכימו ממשלות ארצות הברית ובריטניה שהאחריות האסטרטגית על אוסטרליה תהיה בידיה של ארצות הברית וכוח המשימה הימי שכונה ANZAC Squadron הוקם במיוחד כדי להגן על היבשת האוסטרלית. במרץ, הגיע לאוסטרליה הגנרל דאגלס מקארתור לאחר שהוא נמלט מהפיליפינים ותפס פיקוד על אזור דרום מערב האוקיינוס השקט. כל היחידות הקרביות האוסטרליות באזור זה הוכפפו לפיקוד של מקארתור והוא היה אחראי על חילופי המפקדים האוסטרלים, בהתייעצות עם ממשלת אוסטרליה, עד לסוף המלחמה. הגנרל האוסטרלי, תומאס בליימי, מונה להיות מפקד כוחות היבשה של בעלות הברית, אך מקארתור לא התיר לו לפקד על יחידות אמריקאיות. מקארתור גם דחה את בקשתו של ראש מטה צבא ארצות הברית, הגנרל ג'ורג' מרשל, שהוא ימנה אוסטרלים לתפקידים בכירים במטה שלו. עם זאת, השותפות בין קרטין למקארתור הוכחה כמועילה לאוסטרליה בין השנים 1942 – 1944, כשמקארתור היה מסוגל להעביר לממשלת ארצות הברית את בקשותיה של אוסטרליה לסיוע.
מספר גדול של אנשי הכוחות האמריקאים הוצבו באוסטרליה במהלך השנים הראשונות של המלחמה באוקיינוס השקט. היחידות האמריקאיות הראשונות הגיעו לאוסטרליה בראשית 1942 וכמעט מיליון אמריקאים עברו דרך אוסטרליה במהלך המלחמה. בסיסים אמריקאים רבים נבנו בצפון אוסטרליה בשנים 1942 ו-1943 ואוסטרליה המשיכה להיות מקור חשוב לאספקה עבור כוחותיה של ארצות הברית בזירה עד לסוף המלחמה. היחסים בין שתי האומות היו טובים באופן כללי, אף על פי שלעיתים התחוללו עימותים בין חיילי שתי המדינות וממשלת אוסטרליה קיבלה בעל כורחה את נוכחותם של חיילים ממוצא אפרו-אמריקאי על אדמתה.
המערכה בגינאה החדשה.
היפנים נחתו לראשונה על אדמתה של גינאה החדשה ב-8 במרץ 1942, כאשר הם ביצעו את הפלישה ללאה-סלמאואה כדי לאבטח את הבסיסים החשובים שהם הקימו ברבאול. לוחמי גרילה אוסטרלים מ"כוח הרובאים המתנדבים של גינאה החדשה" (New Guinea Volunteer Rifles) הקימו עמדות תצפית סביב לראשי הגשר של היפנים ופלוגת הקומנדו ה-2/25 ביצעה פלישה מוצלחת לסלמאואה ב-29 ביוני.
לאחר שקרב ים האלמוגים סיכל את התוכניות היפניות ללכוד את פורט מורסבי באמצעות פלישה מהים, ניסו היפנים לכבוש את העיר באמצעות הנחתת כוחות בבונה שעל החוף הצפוני של האי והתקדמות בדרך היבשה דרך שביל קוקודה החוצה את רכס אואן סטנלי. קרב שביל קוקודה החל ב-22 ביולי כאשר היפנים החלו את התקדמותם, שנתקלה בכוח מילואים אוסטרלי שהיה ברמת מוכנות נמוכה. כוח זה הצליח לעכב את התקדמות היפנים, אך לא היה מסוגל לבלום אותם. שני גדודים של ה-AIF מהדיוויזיה השביעית תגברו את הכוח ב-26 באוגוסט, אך היפנים המשיכו לכבוש שטחים וב-16 בספטמבר הגיעו לכפר לוריבאיווה שליד פורט מורסבי. הכוח היפני אולץ לסגת לאור השביל באותו יום, אך עקב בעיות אספקה לא התאפשרה נחיתה במסגרת מתקפת נגד של בעלות הברית בבונה. הכוחות האוסטרלים רדפו אחר היפנים בשביל קוקודה ובראשית נובמבר הצליחו לדחוק אותם לראש גשר קטן על החוף הצפוני של גינאה החדשה. פעולותיהן של בעלות הברית בשביל קוקודה התאפשרו הודות לילידים שגויסו על ידי האוסטרלים, לעיתים בכוח, כדי לשאת אספקה ולפנות פצועים. חיל האוויר המלכותי האוסטרלי וחילות האוויר של צבא ארצות הברית לקחו גם הם חלק חשוב במערכה זו בתקיפת קווי האספקה של הכוחות היפנים ובהצנחת הספקה ליחידות הצבא האוסטרלי.
הכוחות האוסטרלים סיכלו גם ניסיון של היפנים לכיבוש אזור מפרץ מילן באוגוסט 1942. במהלך קרב מפרץ מילן הביסו שתי בריגדות אוסטרליות, שכונו "כוח מילן", בסיוע טייסות קרב של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי וכוחות הנדסה אמריקאים, כוח פלישה יפני שסבל מנחיתות מספרית מולם. הייתה זו התבוסה הקרקעית המשמעותית הראשונה של היפנים והיא העלתה את המורל בקרב כוחות בעלות הברית בזירת האוקיינוס השקט.