Toinen maailmansota oli Uuden-Seelannin suurin kansallinen ponnistus tähän mennessä. Noin 140 000 miestä ja naista lähetettiin ulkomaille palvelemaan taistelevissa kokoonpanoissa, 104 000 2NZEF:ssä ja loput Britannian tai Uuden-Seelannin meri- tai ilmavoimissa. Maaliskuussa 1944 ulkomailla palveli hieman alle 70 000 uusiseelantilaista. Kuolonuhreja oli konfliktin aikana 11 928 (Commonwealth War Graves Commissionin luvut). Sodanjälkeiset laskelmat osoittivat, että Uuden-Seelannin kuolleiden määrä miljoonaa asukasta kohti (6684) oli kansainyhteisön korkein (Britannian 5123 ja Australian 3232).
Kotimaassa Uusi-Seelanti mobilisoitui sotaan. Aluksi painotettiin tuotantoa sotaponnistuksia varten, ja Uuden-Seelannin alkutuotanto toimitti elintärkeitä elintarvikkeita Yhdistyneelle kuningaskunnalle. Vuodesta 1940 alkaen miehiä värvättiin asevoimiin, ja samalla suunnattiin työvoimaa niille, joita ei lähetetty ulkomaille. Suoran uhan kehittyminen tehosti prosessia huomattavasti.
Heinäkuussa 1942 Uuden-Seelannin sotilaallinen liikekannallepano – suurin sen historiassa – saavutti huippunsa 154 549 asevelvollisella miehellä ja naisella (mukaan lukien ulkomailla olevat) ja lisäksi 100 000 miehellä kotikaartissa. Kaikkiaan 194 000 miestä – 67 prosenttia 18-45-vuotiaista – ja 10 000 naista palveli asevoimissa. Uusi-Seelanti käytti hyvin suuren osan resursseistaan sotaponnistuksiin: noin 30 prosenttia kansantulosta kaiken kaikkiaan, ja luku nousi 50 prosenttiin kriittisinä vuosina 1942-44.
Uuden-Seelannin strategia toisessa maailmansodassa oli menestyksekäs. Ennen sotaa esitetyt oletukset siitä, että merivoima olisi ratkaisevan tärkeä sen fyysisen ja taloudellisen turvallisuuden kannalta, osoittautuivat perustelluiksi, vaikkakaan ei odotetulla tavalla. Japani voitettiin pikemminkin amerikkalaisella kuin brittiläisellä merivoimalla, ja Tyynenmeren merikonfliktissa ratkaisevia tekijöitä olivat pikemminkin lentotukialukset kuin taistelulaivat.
Uusi-Seelanti oli viime kädessä riippuvainen liittoutuneiden kokonaisvoitosta, ja se saavutettiin vuonna 1945 Saksan (8. toukokuuta) ja Japanin (15. elokuuta) antauduttua, ja Italia oli kukistettu kaksi vuotta aikaisemmin. Tässä suhteessa sodan lopputulos muistutti vuoden 1918 sodan lopputulosta. Vaikka brittiläinen imperiumi ja kansainyhteisö liittolaistensa kanssa olivat voittaneet molemmissa, toinen konflikti osoitti vielä selvemmin Britannian vallan rajallisuuden. Sen laiminlyönnillä Tyynellämerellä vuosina 1941-42 oli syvällisiä seurauksia brittiläisen imperiumin tulevaisuuteen ja aikanaan myös Britannian asemaan maailmanvaltana. Tämä ei voinut olla vaikuttamatta perusteellisesti Uuden-Seelannin asemaan, vaikka Uuden-Seelannin kansalaiset vastustivatkin aluksi seurauksia. Sillä välin hallitus pyrki tukemaan Britannian valtaa Tyynellämerellä hankkimalla turvallisuussitoumuksen Yhdysvalloilta, joka oli nyt selvästi hallitseva valta Tyynenmeren alueella, ja tämä tavoite saavutettiin, kun ANZUS-liittouma solmittiin vuonna 1951.