Fra sit hovedkvarter i London, styrede admiral Stark flådens store opbygning i England og de amerikanske flådeoperationer og træningsaktiviteter på den europæiske side af Atlanterhavet. Han fik yderligere titel af øverstkommanderende for 12. flåde i oktober 1943 og han havde opsyn med flådens deltagelse i landgangen i Normandiet i 1944. Admiral Stark etablerede og fastholdt nære forbindelse med Storbritanniens civile og maritime ledere og også med ledere af andre allierede magter. Fra august 1945 og indtil han forlod aktiv tjeneste i april 1946 gjorde han tjeneste i Washington, D.C. og bosatte sig i byen efter sin pensionering.