Kort efter udbruddet af Anden Verdenskrig i september 1939 udnævnte generalløjtnant Sir Thomas Blamey Vasey til staben i 6. division. I marts 1941 overtog Vasey kommandoen over 19. infanteribrigade, som han ledte i Slaget om Grækenland og Slaget om Kreta. Da han vendte tilbage til Australien i 1942, blev Vasey forfremmet til generalmajor og blev vicechef for generalstaben. I september 1942 overtog han kommandoen over 7. division, der kæmpede mod japanerne i
Kokoda Track kampagne og slaget ved Buna-Gona. I 1943 indledte han sin anden kampagne i Ny Guinea, hvor han ledte 7. division i landgangen ved Nadzab og den efterfølgende Finisterre Range-kampagne.