Efter den fransk-thailandske krig sluttede, erklærede den thailandske regering neutralitet.Dajapanerne invaderede Thailand den 8. december 1941, få timer efter angrebet på Pearl Harbor , krævede Japan ret til at flytte tropper over Thailand til den malaysiske grænse.Phibun accepterede japanske krav efter en kort modstand.Regeringen forbedrede forholdet til Japan ved at underskrive en militær alliance i december 1941. Japanske hære brugte landet som base for deres invasioner af Burma og Malaya.^[63] Tøven gav dog plads til entusiasme, efter at japanerne rullede deres vej gennem Malaya i en "Bicycle Blitzkrieg" med overraskende lidt modstand.^[64] Den følgende måned erklærede Phibun krig mod Storbritannien og USA .Sydafrika og New Zealand erklærede Thailand krig samme dag.Australien fulgte kort efter.^[65] Alle, der var imod den japanske alliance, blev fyret fra hans regering.Pridi Phanomyong blev udnævnt til fungerende regent for den fraværende kong Ananda Mahidol, mens Direk Jayanama, den fremtrædende udenrigsminister, der havde talt for fortsat modstand mod japanerne, senere blev sendt til Tokyo som ambassadør.USA anså Thailand for at være en marionet af Japan og nægtede at erklære krig.Da de allierede vandt, blokerede USA britiske bestræbelser på at indføre en straffefred.^[66]Thaierne og japanerne blev enige om, at Shan-staten og Kayah-staten skulle være under thailandsk kontrol.Den 10. maj 1942 gik den thailandske Phayap-hær ind i Burmas østlige Shan-stat, den thailandske Burma-områdehær gik ind i Kayah-staten og nogle dele af det centrale Burma.Tre thailandske infanteri- og en kavaleridivision, ført i spidsen af ​​pansrede rekognosceringsgrupper og støttet af luftvåbnet, engagerede den tilbagegående kinesiske 93. division.Kengtung, hovedmålet, blev fanget den 27. maj.Fornyede offensiver i juni og november førte til, at kineserne trak sig tilbage til Yunnan.^[67] Området med Shan-staterne og Kayah-staten blev annekteret af Thailand i 1942. De ville blive afstået tilbage til Burma i 1945.Seri Thai (Free Thai Movement) var en underjordisk modstandsbevægelse mod Japan grundlagt af Seni Pramoj, den thailandske ambassadør i Washington.Ledet inde fra Thailand fra regenten Pridis kontor fungerede det frit, ofte med støtte fra medlemmer af den kongelige familie som prins Chula Chakrabongse og medlemmer af regeringen.Da Japan nærmede sig et nederlag, og den underjordiske anti-japanske modstand Seri Thai støt voksede i styrke, tvang Nationalforsamlingen Phibun ud.Hans seks år lange regeringstid som militærets øverstkommanderende var ved at være slut.Hans opsigelse var delvist tvunget af hans to storslåede planer, der gik skævt.Den ene var at flytte hovedstaden fra Bangkok til et fjerntliggende sted i junglen nær Phetchabun i det nordlige centrale Thailand.Den anden var at bygge en "buddhistisk by" nær Saraburi.Meddelt på et tidspunkt med alvorlige økonomiske vanskeligheder, vendte disse ideer mange regeringsofficerer imod ham.^[68]Ved krigens afslutning blev Phibun stillet for retten efter allieredes insisteren på anklager om at have begået krigsforbrydelser, hovedsageligt for at have samarbejdet med aksemagterne.Han blev dog frifundet under intenst offentligt pres.Den offentlige mening var stadig gunstig for Phibun, da han mentes at have gjort sit bedste for at beskytte thailandske interesser, især ved at bruge alliancen med Japan til at støtte udvidelsen af ​​thailandsk territorium i Malaya og Burma.^[69]