1940年8月1日，調(diào)任第五師團步兵第九旅團步兵第十一聯(lián)隊聯(lián)隊長，曾率部封鎖浙江、福建沿海，阻止盟國援華物資上岸。1941年6月30日，大橋熊雄調(diào)任第二十三軍第五十一師團司令部部附，同年七月十五日升任師團參謀長。1942年4月17日調(diào)任山東省特務(wù)機關(guān)長，同年八月一日晉升陸軍少將。1943年6月10日，升任華北方面軍特務(wù)部部長，同時兼任軍事顧問部部長，其組編了華北特別警備隊，從九月二十日開始，分別在北京、天津兩特別市及開灤、井陘、棗莊各煤礦展開活動，偵察中共秘密組織及其活動情況。1944年1月下旬，其破獲中共北方分局的北京情報組織，逮捕四十七人。三月，破獲北京、天津等地的蔣系秘密組織。1944年4月14日，大橋熊雄在北京斃命，死后，追晉陸軍中將