Sau khi Chiến tranh Thế giới thứ hai bùng nổ, Mountbatten chỉ huy tàu khu trục HMS Kelly (F01) và Đội tào khu trục số 5, ông đã trực tiếp chứng kiến những trận chiến ở Na Uy, Eo biển Anh và Địa Trung Hải. Tháng 08/1941, ông nhận quyền chỉ huy tàu sân bay HMS Illustrious (87). Ông được bổ nhiệm làm người đứng đầu Tác chiến Liên hợp và là thành viên của Ủy ban Tham mưu trưởng vào đầu năm 1942, và tổ chức các cuộc đột kích vào St Nazaire Raid và Trận Dieppe. Vào tháng 08/1943, Mountbatten trở thành Tư lệnh Đồng minh Tối cao của Bộ Tư lệnh Đông Nam Á và giám sát việc tái chiếm Miến Điện và Singapore từ tay Đế quốc Nhật Bản vào cuối năm 1945.