Cochrane werd in juli 1940 benoemd tot bevelhebber van de RAF-groep nr. 7. Daarna was hij respectievelijk bevelhebber van RAF-groep nr. 3 (september 1942-februari 1943) en RAF-groep nr. 5 (februari 1943-januari 1945). Tijdens zijn periode bij RAF-groep nr. 5 werd Operatie Chastise, ook bekend als de Dam-Busters raid, uitgevoerd.