5 жовтня 1939 року, через місяць після початку Другої світової війни, «Корнуолл» включили до складу «З'єднання I», що виконувало завдання з полювання на німецькі торговельні рейдери в Індійському океані і більшу частину року крейсер провів там. Потім «Корнуолл» був переведений у Південну Атлантику для ескорту конвоїв. 13 вересня 1940 року корабель вийшов на зустріч конвою, який перевозив війська, призначені для захоплення Дакара у французького уряду Віші. Втім командир крейсера отримав наказ на перехоплення французького легкого крейсера «Примагет», який супроводжував нафтовий танкер до Лібревіля, Французька Екваторіальна Африка. П'ять днів по тому він перехопив французів та примусив їх повернутися до Касабланки у французькому Марокко. Потім важкий крейсер повернувся до Індійського океану і 8 травня 1941 року потопив німецький рейдер «Пінгвін». Після бою «Корнуолл» врятував 3 офіцерів, 57 військових і 22 полонених з затопленого корабля.