1938年（昭和13年）、穴吹は少年飛行兵を目指し東京陸軍航空学校へ入校。1939年（昭和14年）4月には陸軍少年飛行兵第6期生として熊谷陸軍飛行学校に進み、更に1940年（昭和15年）10月に大刀洗陸軍飛行学校へ入校。1941年（昭和16年）3月に同校を卒業し、陸軍航空部隊の戦闘機操縦者として飛行第50戦隊第3中隊に配属され、同年10月に陸軍伍長に任官。太平洋戦争開戦時には九七式戦闘機乙を操り南方作戦におけるフィリピン攻略戦に従軍、同年12月22日にはリンガエン上空でアメリカ陸軍航空軍のP-40戦闘機を撃墜し初戦果とする。