Au début de la Seconde Guerre mondiale, il est utilisé pour des patrouilles et des escortes de convois au large de l'Australie occidentale, du Sri Lanka et de l'Afrique du Sud: il est impliqué dans la chasse de plusieurs croiseurs auxiliaires allemands. Après 1941, le croiseur poursuit ses activités dans les eaux australiennes. Lorsque le Japon entre en guerre, il est réaffecté à des missions de convoyage autour de la Nouvelle-Guinée, entrecoupées d'opérations dans les eaux malaisiennes et javanaises. Plus tard, le "Canberra" rejoint la "Task Force 44" et participe à la première phase de la bataille de Guadalcanal, à savoir le débarquement de Tulagi du 7 au . Le , lors de la bataille de l'île de Savo, le "Canberra" est touché par des tirs japonais, les premiers de la bataille. Sa propulsion est hors d'usage, l'équipage est évacué par deux destroyers américains qui coulent ensuite le navire dans le Ironbottom Sound.