Under Anden Verdenskrig kommanderede han divisionens artilleri. Han ledte artilleriet i udlandet under den allierede invasion af Sicilien i juli-august 1943, hvor han tjente den første af to Distinguished Service Crosses. Han fortsatte med at lede artilleriet i den allierede invasion af Italien i september, og i de tidlige stadier af det italienske felttog, før han til sidst blev sendt til England. Under slaget om Normandiet i august 1944 overtog McLain kortvarigt kommandoen over 90th Infantry Division, som havde mange kommandoproblemer. McLain omdannede 90th til en førsteklasses kampformation, og førte den over Frankrig i de allieredes fremrykning fra Paris til Rhinen
og i mange talrige slag på Vestfronten. I oktober overtog han derefter kommandoen over XIX Korps og forblev dets kommandør resten af krigen. Han var den eneste nationalgardist, der kommanderede et korps i kamp under Anden Verdenskrig.