Cùng với Hải đội Khu trục 24, "Harold J. Ellison" khởi hành từ Norfolk vào ngày 29 tháng 9, 1965, đi ngang qua kênh đào Panama trong hành trình đi sang khu vực Tây Thái Bình Dương. Trong cuộc Chiến tranh Việt Nam, nó phục vụ canh phòng máy bay cho các tàu sân bay tại Trạm Yankee trong vịnh Bắc Bộ, tham gia Chiến dịch Sea Dragon ngăn chặn việc vận chuyển vũ khí của đối phương, hoạt động tìm kiếm và giải cứu (SAR) phi công bị bắn rơi cũng như hỗ trợ hải pháo cho lực lượng tác chiến trên bộ. Sau khi hoàn thành lượt phục vụ, nó quay trở về nhà qua ngã kênh đào Suez và hoàn tất chuyến đi vòng quanh thế giới khi về đến Norfolk vào tháng 4, 1966. Sang tháng 7, nó đi đến Xưởng hải quân Norfolk để đại tu; công việc trong xưởng tàu này kéo dài cho đến hết năm 1966.