En décembre 1944, Onoda fait partie des vingt-deux hommes formés aux techniques de la guérilla. Destination : les Philippines, territoire américain occupé par le Japon. Son supérieur, major Yoshimi Taniguchi, lui donne l'ordre de retarder le débarquement des Américains sur l'île de Lubang, sur laquelle Hirō Onoda passera plus de trente années dans la jungle attendant le retour de l'armée japonaise.
En 1945, les troupes américaines reprirent l'île et presque toutes les troupes japonaises furent anéanties ou faites prisonnières. Cependant, Onoda continua la guerre, vivant d'abord dans les montagnes avec trois camarades (Yuichi Akatsu, Siochi Shimada et Kinshichi Kozuka). Un d'entre eux, Akatsu, se rendit finalement aux forces philippines en 1950, et les deux autres furent tués dans des échanges de coups de feu avec les forces locales – Shimada en 1954, Kozuka en 1972 – laissant Onoda seul dans la montagne.
Il rejetait comme une ruse toute tentative visant à le convaincre que la guerre était finie.En 1959, il fut déclaré légalement mort au Japon.
Retrouvé par un étudiant japonais, Norio Suzuki, Onoda refusa obstinément d'accepter l'idée que la guerre était finie à moins d'avoir reçu de son supérieur hiérarchique l'ordre de déposer les armes. Pour l'aider, Suzuki retourna au Japon avec des photos de lui-même et d'Onoda comme preuve de leur rencontre. En 1974, le gouvernement japonais put retrouver le commandant d'Onoda, le major Taniguchi, devenu libraire. Il se rendit à Lubang, informa Onoda de la défaite du Japon et lui ordonna de déposer les armes. Le lieutenant Onoda quitta la jungle 29 ans après la fin de la Seconde Guerre mondiale, et accepta l'ordre de son chef de remettre son uniforme et son épée, avec son fusil Arisaka Type 99 toujours en état de marche, cinq cents cartouches et plusieurs grenades à main.
Bien qu'il eût tué une trentaine de Philippins qui habitaient l'île et échangé plusieurs coups de feu avec la police, on tint compte des circonstances et Onoda bénéficia du pardon du président Ferdinand Marcos.
Le lieutenant Onoda fut, au sens strict, le dernier soldat de nationalité japonaise à se rendre. Le tout dernier soldat de l'armée japonaise fut retrouvé quelques mois plus tard, en décembre 1974 : il s'agissait non pas d'un citoyen japonais, mais d'un aborigène de Taïwan, incorporé dans les volontaires de Takasago sous le nom de Teruo Nakamura.