En 1941, l"Australia" opère dans les eaux territoriales et dans l'océan Indien, mais fut réaffecté comme navire amiral de l'escadron ANZAC au début de 1942. Dans le cadre de cette force (désignée Task Force 44, puis Task Force 74), l"'Australia" apporte un soutien aux opérations navales et amphibies américaines en Asie du Sud-Est jusqu'au début de 1945, participant notamment aux batailles de la mer de Corail et de l'île de Savo, aux débarquements amphibies lors de la bataille de Guadalcanal et de la bataille du golfe de Leyte, et à de nombreuses actions durant la campagne de Nouvelle-Guinée. Il est contraint de se retirer à la suite d'une série d'attaques kamikazes pendant l'invasion du golfe de Lingayen. Premier vaisseau de guerre allié à être frappé par une attaque d'avion kamikaze, le navire sera envoyé en réparation en Angleterre. Il y restera basé jusqu'à la fin de la guerre.