中途島戰役之後，斯普魯恩斯於1942年6月調任太平洋艦隊參謀長。其時馬紹爾群島進攻計劃業已確定，但斯普魯恩斯認為美軍既缺乏馬紹爾防務情報，又缺乏兩棲作戰經驗，還是先攻占吉爾伯特群島較為有利。他的作戰計劃得到批準之後，斯普魯恩斯又周密考慮指揮官的選調、兵力兵器的配置和後勤保障的組織諸問題，還根據尼米茲的指示組建有著重要作用的機動勤務艦隊。他在參謀長任內晉升為海軍中將，與尼米茲同吃同住，共同探討戰爭指導和太平洋戰區的各期作戰行動，關係極為融洽。
1943年8月，斯普魯恩斯出任中太平洋艦隊司令，以“印第安納波利斯”號巡洋艦為旗艦，組織指揮吉爾伯特群島戰役。參戰部隊編組為5支特混艦隊，擁有11艘航空母艦，主要進攻馬金島和塔拉瓦島。11月20日，美軍在火力準備之後開始登陸作戰，遭到日軍的頑強抵抗。由於海軍炮擊時間太短對敵工事破壞不夠，空中突擊時機不當次數太少，兩棲登陸車輛太少且效果欠佳，通信裝備質量低劣，再加上沒有翼側和海潮的影響，美軍血戰3天才結束戰役，殲敵4000餘人。其中在塔拉瓦以傷亡3000餘人的代價殲敵3000餘人，有“可怕的塔拉瓦海灘”之說。斯普魯恩斯總結此役的經驗教訓，使兩棲作戰的理論與戰術得到重大發展。
1944年1月29日，斯普魯恩斯指揮登陸部隊和5支特混艦隊以兩天的炮火準備開始馬紹爾群島戰役。美軍在1月31日先克馬朱羅島，再戰羅伊—納慕島。2月1日，協同行動準確而及時的美軍在誇賈林島登陸，激戰7天而全殲守敵。誇賈林島戰役之後，斯普魯恩斯晉升為海軍上將，所轄中太平洋艦隊改稱第5艦隊。4月24日，馬紹爾群島皆被攻克。在此期間，斯普魯恩斯的航空母艦艦載機還對特魯克群島實施了毀滅性進攻，將5萬守軍孤立起來。在馬紹爾群島戰役中，美軍有效地運用奪取島上飛機場而以空中火力壓製周圍島礁地區的戰術，以傷1582人、亡372人的代價殲敵8122人。