Diagnoosi oli ollut kuitenkin virheellinen ja Somerville kutsuttiin uudestaan palvelukseen toisen maailmansodan sytyttyä. Hän oli mukana merivoimien tutkan kehittämistyössä ja Dunkerquen evakuoinnissa 1940. Ranskan antauduttua Winston Churchill nimitti Somervillen johtamaan Force H:ta, joka muun muassa tuhosi Ranskan laivaston raskaat yksiköt, ennen kuin natsi-Saksa saisi sota-alukset haltuunsa. Operaatio Catapult oli menestyksekäs, vaikka Somerville rajoitti hyökkäystään säästääkseen ranskalaisten merisotilaiden henkiä. Seuraavaksi Somerville organisoi laivastopommitusoperaation Genovaan sekä osallistui saksalaisen taistelulaiva Bismarckin saalistukseen. Hänen osastonsa suojeli myös Maltan ja Egyptin huoltokuljetuksia.