W ramach praktyk wychodził w morze na niszczycielu ORP „Grom” i okręcie podwodnym ORP „Orzeł”, uczestnicząc między innymi w patrolu tego ostatniego w kwietniu 1940 roku, podczas którego zatopiony został niemiecki frachtowiec „Rio de Janeiro”, płynący z wojskami inwazyjnymi do Norwegii. W 1941 roku był, jako stażysta, członkiem załogi brytyjskich HMS „Nelson” i HMS „Renown”. 1 września 1941 roku otrzymał promocję do stopnia podporucznika marynarki. Do maja 1942 roku służył jako oficer wachtowy na ORP "Garland", następnie na ORP "Kujawiak", na którym wziął udział w operacji Harpoon, zakończonej zatonięciem okrętu na minach niedaleko Malty 16 czerwca 1942 roku.

Kolejnym morskim przydziałem Mariusza Ołdakowskiego było od 21 lipca 1943 roku stanowisko III oficera artylerii krążownika ORP „Dragon”. Pełnił je aż do utraty jednostki w następstwie storpedowania przez niemiecką żywą torpedę 8 lipca 1944 roku. Podczas służby na ORP „Dragon” awansował do stopnia porucznika marynarki. Kolejno pełnił funkcję III i II oficera artylerii na ORP „Conrad” oraz, już po zakończeniu działań wojennych, I oficera artylerii na ORP „Błyskawica” i ponownie ORP „Conrad”.