LeMay deltog i bombanfallen mot Nazityskland 1942–44 och organiserade fällningen av atombomber över Hiroshima och Nagasaki 1945. Som chef för USA:s strategiska flygkommando förde LeMay befälet över den allierade luftbron till Berlin under den sovjetiska blockaden 1948–49. Han blev 1957 vice flygvapenchef, 1961 flygvapenchef och pensionerades 1965.