Dnia 9 września 1939 r., osiem dni po inwazji Niemiec na Polskę, parlament Kanady przegłosował wypowiedzenie wojny Niemcom, co kraj uczynił następnego dnia. (Osobne wypowiedzenie wojny było miarą niezależności przyznanej mu w Statucie Westminsterskim z 1931 roku; w 1914 roku nie było takiej niezależności i nie było osobnego wypowiedzenia wojny). Głosowanie było prawie jednogłośne, a wynik ten opierał się na założeniu, że wysiłek wojenny będzie miał charakter „ograniczonej odpowiedzialności” i będzie polegał przede wszystkim na dostarczaniu surowców, żywności i amunicji oraz na szkoleniu załóg samolotów Wspólnoty Narodów, głównie dla Królewskich Sił Powietrznych. Kanadyjczycy mieli być aktywnie zniechęcani do służby w piechocie, która miała ponosić wysokie straty, i przewidywano, że powstanie niewiele jednostek piechoty. Jeśli ten plan zostałby zrealizowany, rozumował King i inni przywódcy rządu, pobór do wojska byłby niepotrzebny. King i lider konserwatywnej opozycji zobowiązali się do polityki „nie poboru” jeszcze przed rozpoczęciem wojny.

Wygnanie Brytyjczyków z kontynentu i upadek Francji wiosną 1940 roku całkowicie zmieniły okoliczności. Zamorscy sojusznicy Kanady upadli lub byli zagrożeni upadkiem, a kraj natychmiast zawarł w Ogdensburgu w Nowym Jorku umowę ze Stanami Zjednoczonymi o obronie Ameryki Północnej. Co więcej, Kanada stała teraz na czele wojny. Po Wielkiej Brytanii była ona (przed przystąpieniem Stanów Zjednoczonych do wojny w grudniu 1941 r.) drugim najpotężniejszym przeciwnikiem Niemiec. Nacisk na zaopatrzenie ustąpił miejsca skupieniu się na siłach bojowych. Polityka Kinga „bez poboru” została zmodyfikowana w 1940 roku, gdy rząd wprowadził pobór do obrony własnej, ale jednocześnie King ponowił swoje zobowiązanie, że nie będzie wysyłał poborowych za granicę na „czynną” służbę. W 1942 roku rząd Kinga zwołał narodowy plebiscyt, prosząc kanadyjskich wyborców o zwolnienie go z tej obietnicy; prawie dwie trzecie kanadyjskich wyborców poparło pobór do wojska, choć w Quebecu trzy czwarte było temu przeciwnych. Od tego czasu rząd wprowadził obowiązkową służbę dla obrony kraju, ale King, obawiając się rozłamu anglo-francuskiego, nie wysyłał poborowych za granicę w pierwszych latach wojny, woląc uniknąć takiego ruchu, jeśli nie był on absolutnie konieczny.

Jednakże Kanadyjczycy byli głęboko uwikłani w wojnę. Pod rosnącym naciskiem przywódców wojskowych, aby ruszyć kanadyjskie oddziały do walki, dwa bataliony zostały wysłane do pomocy w obronie Hong Kongu (wtedy kolonii brytyjskiej), ale rezultaty były katastrofalne, ponieważ japońskie siły imperialne odniosły zwycięstwo. Źle zaplanowany i źle przeprowadzony nalot na okupowany przez Niemców francuski port Dieppe został podjęty, w dużej mierze przez oddziały kanadyjskie, w sierpniu 1942 r., ze znacznymi ofiarami. Wnioski wyciągnięte z tej katastrofy okazały się jednak przydatne podczas planowania inwazji na Normandię (Francję) w 1944 roku. To, co stało się znane jako Bitwa o Atlantyk, stanowiło jedno z największych zobowiązań Kanady. Kanadyjskie eskorty pomagały chronić konwoje, które przemierzały Atlantyk przywożąc zaopatrzenie do Wielkiej Brytanii. Ponownie Kanada poniosła wiele ofiar, zarówno w służbie morskiej, jak i w marynarce handlowej. W ramach Planu Szkolenia Lotniczego Brytyjskiej Wspólnoty Narodów, Kanadyjczycy latali w eskadrach Królewskich Kanadyjskich Sił Powietrznych i połączonych Królewskich Sił Powietrznych (RAF) od Bitwy o Anglię, poprzez kampanie bombowe nad Niemcami, aż do ostatecznego zwycięstwa. Straty w załogach samolotów były szczególnie duże w RAF Bomber Command.

W czerwcu 1944 roku w Normandii Kanada otrzymała jedną z pięciu plaż inwazyjnych. Straty zaczęły szybko rosnąć, gdy ofensywa we Francji przeciągała się, a armia kanadyjska została pozbawiona posiłków dla piechoty. Armia kanadyjska, która walczyła na Sycylii i we Włoszech od lipca 1943 roku, została sparaliżowana przez szczególnie wysokie straty w piechocie późnym latem i wczesną jesienią 1944 roku. Królewski minister obrony narodowej, J.L. Ralston, popierał wysyłanie poborowych za granicę i w rezultacie został zmuszony do rezygnacji. Rezygnacja Ralstona wywołała kryzys w rządzie, który został zażegnany w listopadzie 1944 roku, kiedy King ustąpił i zgodził się wysłać poborowych na front, aby wzmocnić jednostki piechoty morskiej.

Nie tylko wysiłek wojenny Kanady w II wojnie światowej był znacznie większy niż w I wojnie światowej, ale miał również znacznie trwalszy wpływ na kanadyjskie społeczeństwo. Do końca wojny ponad 1.000.000 Kanadyjczyków (z czego około 50.000 stanowiły kobiety) służyło w trzech służbach. Chociaż całkowita liczba ofiar była niższa niż w poprzedniej wojnie, nadal około 42.000 zostało zabitych lub zmarło na służbie, a 54.400 zostało rannych. Krajowy wysiłek wojenny był nie mniej znaczący. Kanada była gospodarzem i pokryła znaczną część kosztów programu szkolenia lotniczego Brytyjskiej Wspólnoty Narodów (Commonwealth Air Training Plan), w ramach którego wyszkolono ponad 100 000 lotników Wspólnoty Narodów. Kanadyjskie fabryki produkowały wszystko, od karabinów po ciężkie bombowce Lancaster, a kanadyjscy naukowcy, technicy i inżynierowie pracowali nad zaawansowanymi technologiami zbrojeniowymi, w tym nad bombą atomową (do której Kanada dostarczyła rudę uranu). Kanadyjska żywność, bezpośredni wkład pieniężny dla Wielkiej Brytanii oraz amunicja dla aliantów, w tym Związku Radzieckiego, przyczyniły się do ogólnego wysiłku wojennego.

Rząd interweniował w prawie wszystkie aspekty kanadyjskiego życia, aby uregulować wysiłek wojenny, zapewnić płynny przepływ wojsk i zaopatrzenia oraz ograniczyć inflację. Agencje takie jak Wartime Prices and Trade Board i National War Labour Board reprezentowały ogromny wzrost w rządzie federalnym, przynosząc gwałtowny wzrost wydatków rządowych i ogromny wzrost służby cywilnej. Pod koniec wojny rząd Kinga rozpoczął jeszcze bardziej intensywną politykę opieki społecznej, wprowadzając duży program świadczeń dla weteranów, zasiłki rodzinne, wsparcie dla cen produktów rolnych, obowiązkowe negocjacje zbiorowe i narodowy program mieszkaniowy. Niewątpliwie posunąłby się jeszcze dalej niż w latach 1945 i 1946 – rozważano wprowadzenie narodowego planu ubezpieczeń zdrowotnych – gdyby nie sprzeciw rządów prowincjonalnych, zwłaszcza Ontario i Quebecu. Jednak pomimo tego sprzeciwu wojna spowodowała znaczące przesunięcie władzy w kierunku Ottawy. II wojna światowa była przełomem w historii Kanady, ponieważ rola rządu federalnego w kształtowaniu krajowego wzrostu gospodarczego została znacznie wzmocniona.