Pada masa penjajahan Jepang, karena latar belakang militernya, Soerjadarma sempat ditugaskan menjadi polisi untuk Jepang. Dia menjabat sebagai Kepala Administrasi Kantor Polisi Pusat di Bandung.
Namun, pada hari pembacaan Proklamasi, 17 Agustus 1945, Soerjadarma memilih bergabung dengan para pejuang bangsa demi mempertahankan kedaulatan Indonesia. Selanjutnya, Soerjadarma diserahi tugas untuk membentuk kekuatan udara Indonesia sehingga terbentuklah Tentara Keamanan Rakyat Bagian Penerbangan pada 1945.
Dalam perkembangannya, bagian ini mengalami perubahan nama menjadi Tentara Republik Indonesia atau yang lebih dikenal dengan sebutan Angkatan Udara Republik Indonesia (AURI). Waktu dan perhatian Soerjadarma dicurahkannya demi kemajuan AURI selama 17 tahun kepemimpinannya.
Soerjadi Soerjadarma mendapat kenaikan pangkat dari Komodor Udara menjadi Laksamana Muda Udara pada 1 April 1954 dan menjadi Laksamana Madya Udara pada 1 Juli 1958. Lalu, 1 Juli 1959, dia mendapat kenaikan pangkat Laksamana Udara. Dia kemudian diangkat menjadi Panglima TNI yang dulu masih bernama Menteri Kepala Staf AURI pada 18 Februari 1960.
Presiden Soekarno memberhentikan Laksamana Udara Soerjadi Soerjadarma sebagai Kasau dan mengangkat Laksamana Muda Udara Omar Dani sebagai Kasau pada 19 Januari 1962. Dia kemudian diangkat menjadi penasihat Militer Presiden RI di Jakarta sampai dengan tahun 1965.