Op 9 september 1939, acht dagen na de Duitse inval in Polen, stemde het Canadese parlement voor een oorlogsverklaring aan Duitsland, die het de volgende dag aflegde. (De afzonderlijke oorlogsverklaring was een maatregel van de onafhankelijkheid die het land in het Statuut van Westminster van 1931 was toegekend; in 1914 was er geen sprake geweest van een dergelijke onafhankelijkheid en een afzonderlijke oorlogsverklaring). De stemming was vrijwel unaniem, een resultaat dat berustte op de veronderstelling dat er een oorlogsinspanning met “beperkte aansprakelijkheid” zou komen die hoofdzakelijk zou bestaan uit het leveren van grondstoffen, levensmiddelen en munitie en het opleiden van vliegtuigbemanningen van het Gemenebest, voornamelijk voor de Royal Air Force. Canadese mannen zouden actief worden ontmoedigd om in de infanterie te dienen, die naar verwachting veel slachtoffers zou maken, en men verwachtte dat er weinig infanterie-eenheden zouden worden gevormd. Als dit plan werd gevolgd, zo redeneerden King en andere regeringsleiders, zou de dienstplicht overbodig zijn. King en de leider van de conservatieve oppositie hadden zich beiden al voor het begin van de oorlog uitgesproken voor een “geen dienstplicht”-beleid.

De verdrijving van de Britten van het vasteland en de val van Frankrijk in het voorjaar van 1940 veranderden de omstandigheden volledig. Canada’s overzeese bondgenoten waren gevallen of dreigden te vallen, en het land sloot onmiddellijk een overeenkomst in Ogdensburg, New York, met de Verenigde Staten voor de verdediging van Noord-Amerika. Bovendien stond Canada nu in de voorste gelederen van de oorlog. Na Groot-Brittannië was het (vóór de Amerikaanse intrede in de oorlog in december 1941) de op één na machtigste van Duitslands tegenstanders. De nadruk op bevoorrading maakte plaats voor een focus op gevechtstroepen. Het “geen dienstplicht”-beleid van King werd in 1940 gewijzigd toen de regering de dienstplicht voor binnenlandse verdediging invoerde, maar tegelijkertijd hernieuwde King zijn belofte geen dienstplichtigen naar het buitenland te sturen voor “actieve” dienst. In 1942 riep de regering King een nationale volksraadpleging uit om de Canadese kiezers te vragen haar van die belofte te ontslaan; bijna tweederde van de Canadese kiezers steunde de dienstplicht, hoewel in Quebec drievierde tegen was. Daarna voerde de regering de dienstplicht in voor de binnenlandse verdediging, maar uit angst voor een Engels-Franse breuk stuurde King in de eerste jaren van de oorlog geen dienstplichtigen overzee, omdat hij dat liever niet deed tenzij het absoluut noodzakelijk was.

Terwijl waren de Canadezen diep in de oorlog verwikkeld. Onder toenemende druk van militaire leiders om Canadese troepen in te zetten in de strijd, werden twee bataljons gestuurd om Hong Kong (toen een Britse kolonie) te helpen verdedigen, maar de resultaten waren desastreus, omdat de Japanse keizerlijke troepen naar de overwinning vlogen. Een slecht geplande en slecht uitgevoerde aanval op de door de Duitsers bezette Franse haven Dieppe werd, grotendeels door Canadese troepen, in augustus 1942 ondernomen, waarbij aanzienlijke verliezen vielen. De lessen die uit deze ramp werden getrokken, bleken later echter nuttig bij de planning van de invasie in Normandië (Frankrijk) in 1944. Wat bekend werd als de Slag om de Atlantische Oceaan betekende een van Canada’s grootste verplichtingen. Canadese escortes hielpen bij de bescherming van de konvooien die de Atlantische Oceaan doorkruisten om voorraden naar Groot-Brittannië te brengen. Opnieuw leed Canada vele slachtoffers, zowel in de zeedienst als in de koopvaardij. In het kader van het Britse Commonwealth Air Training Plan vlogen Canadezen in zowel Royal Canadian Air Force als gecombineerde Royal Air Force (RAF) squadrons vanaf de Slag om Engeland via de bombardementscampagnes boven Duitsland naar de uiteindelijke overwinning. De verliezen aan vliegtuigbemanningen waren bijzonder groot bij het Bomber Command van de RAF.

In Normandië in juni 1944 kreeg Canada een van de vijf invasiestranden toegewezen. De verliezen begonnen snel op te lopen naarmate het offensief in Frankrijk zich voortsleepte en het Canadese leger kwam infanterieversterkingen tekort. Het Canadese leger, dat sinds juli 1943 in Sicilië en Italië had gevochten, werd verlamd door bijzonder hoge verliezen bij de infanterie in de late zomer en vroege herfst van 1944. De minister van Landsverdediging van Canada, J.L. Ralston, was voorstander van het uitzenden van dienstplichtigen naar het buitenland en moest daarom aftreden. Ralston’s ontslag leidde tot een kabinetscrisis, die in november 1944 werd opgelost toen King toegaf om dienstplichtigen naar het front te sturen om de infanterie-eenheden van het leger te versterken.

Niet alleen was Canada’s oorlogsinspanning in de Tweede Wereldoorlog veel omvangrijker dan die in de Eerste Wereldoorlog, maar het had ook een veel blijvender effect op de Canadese samenleving. Aan het eind van de oorlog hadden meer dan 1.000.000 Canadezen (van wie ongeveer 50.000 vrouwen) gediend in de drie diensten. Hoewel het totale aantal slachtoffers lager was dan in de vorige oorlog, waren er toch nog ongeveer 42.000 gesneuveld of in dienst gestorven, en 54.400 gewond geraakt. De binnenlandse oorlogsinspanning was niet minder groot. Canada was gastheer voor, en betaalde een groot deel van de kosten van, het Britse Commonwealth Air Training Plan, dat meer dan 100.000 militairen van het Gemenebest opleidde. Canadese fabrieken produceerden alles van geweren tot zware Lancaster bommenwerpers, en Canadese wetenschappers, technici en ingenieurs werkten aan geavanceerde wapentechnologie, waaronder de atoombom (waarvoor Canada het uraniumerts leverde). Canadese voedingsmiddelen, directe geldbijdragen aan Groot-Brittannië en munitie voor de geallieerden, waaronder de Sovjet-Unie, droegen bij aan de totale oorlogsinspanning.

De regering bemoeide zich met bijna alle aspecten van het Canadese leven om de oorlogsinspanning te reguleren, te zorgen voor een soepele stroom van troepen en voorraden, en de inflatie te beteugelen. Agentschappen zoals de Wartime Prices and Trade Board en de National War Labour Board zorgden voor een enorme groei van de federale overheid, met als gevolg een sterke stijging van de overheidsuitgaven en een enorme toename van het ambtenarenapparaat. Tegen het einde van de oorlog lanceerde de regering King nog meer sociaal beleid, met de invoering van een omvangrijk veteranenprogramma, gezinstoelagen, ondersteuning van de landbouwprijzen, verplichte collectieve arbeidsovereenkomsten en een nationaal huisvestingsprogramma. De regering zou ongetwijfeld nog verder zijn gegaan dan zij in 1945 en 1946 had gedaan – een nationaal plan voor ziektekostenverzekering werd overwogen – maar de provinciale regeringen, met name Ontario en Quebec, verzetten zich hiertegen. Ondanks dat verzet leidde de oorlog tot een belangrijke verschuiving van de macht naar Ottawa. De Tweede Wereldoorlog was een keerpunt in de Canadese geschiedenis, omdat de rol van de federale regering bij het tot stand brengen van nationale economische groei aanzienlijk was versterkt.