1940 wurde er Brigadegeneral und Superintendent in West Point, dessen Ausbildung er modernisierte. Mit Kriegseintritt der USA suchte er um aktiven Dienst nach und bekam das Kommando über die 77. Infanterie-Division in Fort Jackson (South Carolina) sowie im Juni 1942 über das I. Korps, bestehend aus der 8., 30. und 77. Infanterie-Division. Im August wurde er MacArthur im Pazifik unterstellt und Korps-Kommandeur der 32. und 41. Infanteriedivision in Australien. Er wurde von MacArthur persönlich beauftragt, nach Rückschlägen gegen die Japaner das Kommando über die 32. Infanterie-Division in der Schlacht um Buna-Gona-Sanananda auf Neuguinea zu übernehmen, die mit hohen Verlusten verbunden war, aber für die Alliierten im Januar 1943 siegreich endete. Eichelberger erhielt erneut das Distinguished Service Cross und wurde zum Knight Commander des Order of the British Empire (KBE) ernannt. 1943 begleitete er Eleanor Roosevelt auf ihrem Besuch in Australien. 1944 kommandierte er die Landung bei Hollandia auf Neuguinea und danach in der Schlacht um Biak, wofür er den Silver Star erhielt.
Nach der Schlacht um Neuguinea ernannte ihn MacArthur zum Oberkommandierenden der 8. Armee, die die 6. Armee bei der Eroberung der Insel Leyte auf den Philippinen ablöste. Für die Eroberung von Manila auf der Hauptinsel Luzon Anfang 1945 erhielt er einen weiteren Silver Star. Danach eroberte er mit der 8. Armee weitere Inseln im Süden der Philippinen einschließlich Mindanao. Ab August 1945 gehörte die 8. Armee zur Besatzungsmacht in Japan. Eichelberger kam Ende 1948 als Generalleutnant (Lieutenant General) zurück in die USA. 1954 ging er als General in den Ruhestand.
Er war mit Emmaline Guder Eichelberger (1888–1972, Miss Em) verheiratet.