1940 meldete sich Filbinger freiwillig zur Kriegsmarine und wurde zum 30. August 1940 einberufen. Er schloss einen Offizierlehrgang ab und wurde 1943 Oberfähnrich zur See. Am 21. März 1943 wurde er für seine künftige Tätigkeit als Marinerichter vom Dienst freigestellt. Ab April 1943 war er „Marinehilfskriegsgerichtsrat“, zunächst am Gericht des Befehlshabers der Sicherung der Nordsee, Zweigstelle Cuxhaven. Von Mai bis August 1943 diente er am Gericht des Küstenbefehlshabers Deutsche Bucht und des 2. Admirals der Ostseestation, Zweigstelle Westerland. Von August 1943 bis November 1944 diente er beim Gericht des Admirals der norwegischen Polarküste, Zweigstelle Kirkenes; in den davon erhaltenen Gerichtsakten fehlt sein Name. Nach eigener Angabe verließ er dieses Gericht am 25. Oktober 1944, da die deutsche Front nach der Räumung Finnlands zurückverlegt worden sei. Im November und Dezember 1944 war er in Tromsø am Gericht des Admirals der norwegischen Polarküste, ab Januar 1945 bis Kriegsende beim Gericht des Kommandanten der Seeverteidigung Oslofjord in Oslo tätig. Dort geriet er bei Kriegsende in britische Kriegsgefangenschaft. Die Briten setzten ihn bis Februar 1946 an seinem bisherigen Gericht weiter ein, da sie die deutsche Militärgerichtsbarkeit für die deutschen Kriegsgefangenen weitgehend bestehen ließen.

Filbinger war nach den erhaltenen Strafverfahrenslisten an mindestens 234 Marinestrafverfahren beteiligt, 169-mal als Vorsitzender Richter, 63-mal als Ankläger. In vier Fällen ging es um Todesstrafen, die Filbinger je zweimal beantragt oder gefällt hatte. Diese Fälle wurden erst 1978 aufgedeckt und im Zuge der Filbinger-Affäre öffentlich diskutiert.