Tijdens de uitbraak van de Tweede Wereldoorlog was Norrie nog steeds commandant van de 1e Pantserbrigade. In april 1940 maakte zijn brigade deel uit van de 2e Pantserdivisie en voerde Norrie een maand lang tijdelijk het bevel over de 2e Pantserdivisie. Kort daarna werd hij bevorderd tot tijdelijk generaal-majoor en werd hij benoemd tot inspecteur-generaal van de Royal Armoured Corps. Vier maanden later volgde de benoeming tot bevelhebber van de 1e Pantserdivisie en in juni 1941 zijn bevordering tot definitieve generaal-majoor. In november 1941 vertrok de divisie naar Egypte en daar werd Norrie bevorderd tot luitenant-generaal en kreeg hij het bevel over het 30e Legerkorps. De oorspronkelijke bevelhebber van het 30e Legerkorps, Vivyan Pope kwam kort voor de aankomst van Norrie in Egypte om bij een vliegtuigongeluk. Norrie voerde het bevel over het 30e Legerkorps tijdens Operatie Crusader met een klein succes maar zijn tanks leden in juni 1942 tijdens de Slag bij Gazala een nederlaag. Door zijn cavaleriebenadering tot de pantseroorlogsvoering werd hij in juli 1942 vervangen. Norrie keerde terug naar Groot-Brittannië en daar werd hij benoemd tot commandant van de Royal Armoured Corps, in die rol gaf hij advies over pantseroorlogsvoering aan de opperbevelhebber van de Home Forces Bernard Paget. Hij bleef adviseur van Paget naar diens benoeming tot bevelhebber van de 21e Legergroep in juli 1943, Paget werd aan het begin van 1944 vervangen door Bernard Montgomery die ook zijn eigen adviseur meenam. In april 1944 werd Norrie benoemd tot hoofd van de militaire missie bij de Comité français de la Libération nationale (CFLN) in Algiers, een post die hij tot midden 1944 bekleedde toen het Secretary of State for the Dominions hem wilde benoemen tot gouverneur van Zuid-Australië.