Tyynenmeren sodan puhjetessa vuonna 1941 Ozawa oli eteläisen laivaston komentajana. Hän tuki Malaijan ja Hollannin Itä-Intian valtauksia mereltä katkaisemalla liittoutuneiden huoltoyhteydet. Marraskuussa 1942 Ozawa nimitettiin 3. laivaston komentajaksi ja hän sai samalla komentoonsa Japanin lentotukialukset. Maaliskuusta 1944 alkaen hän komensi kahdesta laivastosta muodostettua yhtymää, johon kaikki jäljellä olleet lentotukialukset kuuluivat. Ozawa kärsi kesäkuussa 1944 tappion Raymond A. Spruancen komentamalle Yhdysvaltain 5. laivastolle Filippiinienmeren taistelussa, jossa hän menetti kolme lentotukialusta ja suurimman osan lentokoneistaan aiheuttamatta suurempaa vahinkoa viholliselle. Lokakuussa 1944 Ozawa osallistui Japanin Shō-Gō-vastahyökkäykseen Filippiinien luona. Hänen laivastonsa toimi Leytenlahden taistelussa syöttinä, joka houkutteli William F. Halseyn 3. laivaston erilleen muista amerikkalaisista joukoista Takeo Kuritan johtaessa päähyökkäystä. Juoni periaatteessa onnistui, mutta Ozawa menetti Cape Engañon luona kaikki neljä lentotukialustaan ja yhden hävittäjän.