Semanas antes de que estallara la guerra, en agosto de 1939, y previendo la falta de pilotos que se avecinaba, la RAE volvió a llamar a todos aquellos que había rechazado en tiempos de paz y reclutó a Johnson. Con 23 años, Johnnie era el principiante más viejo de su promoción, pero se las arregló para superar el periodo de instrucción satisfactoriamente, pese a que los fuertes dolores que le producía su clavícula le obligaban a dirigir el avión con la mano izquierda.

Tras operarse de la clavícula, en 1941 logró retomar al EscuadrónNº 616 y el 26 de junio de 1941, se anotó su primera victoria: un Messerschrnitt 109. En septiembre, ya había derribado seis aparatos enemigos.

En abril de 1942, el escuadrón de Johnson se encontró frente a frente con un caza alemán nuevo: el Focke Wulf 190. Johnson tuvo el mérito de abrir el camino para que los pilotos aliados derrotaran al Fw 190 gracias al tiro con deflexión, una habilidad adquirida en sus tiempos de cazador, consistente en disparar no hacia donde está el objetivo, sino hacia el sitio donde debería encontrarse unos segundos después.

El mayor mérito de Johnson es que, pese a realizar más de 1.000 misiones de combate, nunca fue derribado. Sólo en una ocasión volvió con el avión extremadamente dañado. «Estaba rodeado por seis enemigos», dijo a modo de excusa.

Tras la guerra, participó en la Guerra de Corea como oficial agregado en la Fuerza Aérea de EEUU. Más tarde dirigió la base británica de Wildenrath en Alemania. En 1966 se retiró de la RAF con el rango de vicemariscal del Aire. Por sus servicios obtuvo condecoraciones del Reino Unido, EEUU, Bélgica y Francia.

Casado y con dos hijos, Johnson se divorció en 1977. Se dedicó entonces a escribir su autobiografia Wing Leader (Jefe de Ala) y varios libros más entre los que se cuentan historias de combates aéreos. En 1969, creo el Fondo Habitacional Johnnie Johnson, una organización sin ánimo de lucro que se encarga de habilitar viviendas para discapacitados en el Reino Unido.