Po doktoracie pracował nadal w Papui-Nowej Gwinei, do 1942 roku.
thumb|150px|left|S. Warren Carey w Nowej Gwinei (rok 1942)
II wojna światowa 30 czerwca 1942 r. wstąpił do wojska w randze kapitana. Pełnił służbę w „Z Special Unit” – specjalnej jednostce Inter-Allied Services Department (ISD) (zob. Special Operations Executive), której zadaniem były sabotaż i dywersja za liniami wroga (był uznawany za specjalistę w zakresie spellingu). Pełnił tajną funkcję oficera łącznikowego między dowódcami New Guinea Force (gen. Edmund Herring) i Australian Military Forces (gen. Thomas Blamey); oficjalnie należał do General Staff Intelligence (Topographical). Najbardziej znana była jego rola w „Operacji Skorpion”, planowanej jako atak na Rabaul, w której było konieczne dokładne zaplanowanie miejsca i czasu akcji, w oparciu o szczegółową znajomość terenu. Był pomysłodawcą akcji, brał udział w jej planowaniu i przygotowaniu, m.in. szkolił grupę komandosów-uczestników. Operacja nie doszła do skutku, ale efekty szkoleń wykorzystano w kolejnych akcjach (np. Operacji Jaywick). Po rozwiązaniu grupy Skorpiona Carey objął w Melbourne stanowisko dyrektora ds. badań w Joint Planning, Training, Air and Technical Directorate. We wrześniu 1943 r. został zaangażowany do pracy doświadczalnej w spadochroniarstwie, m.in.