Nominato "pro tempore" colonnello e divenuto capo di stato maggiore del VII Corpo d'armata, Collins fu trasferito nelle Hawaii poco dopo l'attacco di Pearl Harbor e l'entrata degli Stati Uniti nella seconda guerra mondiale. Fu molto rapidamente portato al grado di maggior generale e gli fu assegnato il comando della 25ª Divisione fanteria, che egli addestrò e condusse sia nelle fasi finali della campagna di Guadalcanal, sia nella campagna della Nuova Georgia nell'estate 1943. A fine anno tornò in patria e nel gennaio 1944 fu trasferito sul fronte europeo e posto a capo del VII Corpo d'armata, parte delle vaste forze riunite dagli Alleati per l'operazione Overlord. Il 7 giugno, dopo lo sbarco in Normandia, scese a terra e diresse vittoriose operazioni nella penisola del Cotentin, a Mortain e a Falaise; quindi irruppe a inizio settembre in Belgio e investì la città di Aquisgrana. Nel dicembre 1944-gennaio 1945 partecipò ai duri scontri nelle Ardenne, poi guidò il VII Corpo nella chiusura della sacca della Ruhr e nella conquista di Colonia. Nell'aprile 1945 fu promosso a tenente generale e a giugno, arresasi la Germania nazista, fu rimpatriato.