从舰名可以看出，舰名取自日本河川名来命名（根据日本帝国海军命名规则，一等巡洋舰用山名来命名，二等巡洋舰用河川名来命名）。最上级同级舰4艘：最上号(Mogami)、三隈号(Mikuma)、铃谷号(Suzuya)、熊野号(Kumano)。最上级1号舰“最上”号1931年10月27日动工。至1937年4艘同级舰全部服役。事实上，为了规避条约的限制，最上级起初安装5座三联装155mm(6.1英寸)口径主炮。后来换装5座双联装203mm(8英寸)口径主炮变为重巡洋舰。被西方国家称为“惊人的违约舰（Egregious Treaty Violation）”。

最上号舰名取自山形县的庄内平原的河流最上川。在吴海军工厂制造，1931年10月27日开工，1934年3月14日下水，1935年7月28日竣工。1939年开始改装主炮工程。中途岛海战后1942年9月在佐世保海军工厂开始进行大改装，改装成航空巡洋舰。1944年10月25日莱特湾海战苏里高海峡夜战被重创后自沉。

三隈号

舰名是以大分县的日田盆地的河流三隈川命名。在长崎三菱造船厂制造。1931年12月24日开工，1934年5月31日下水，1935年8月29日竣工。1939年开始改装主炮工程。1942年6月6日中途岛海战中与“最上”号相撞受伤后被美军飞机击沉。

铃谷号

舰名是以桦太岛(库页岛)中部向南流的铃谷川命名。军舰在横须贺海军工厂制造。1933年12月11日开工，1934年11月20日下水，1937年10月31日竣工。1939年开始改装主炮工程。1944年10月25日莱特湾海战中萨马岛海域遭美军飞机攻击重创后自沉。

熊野号

舰名是以纪伊半岛注入熊野滩的河流熊野川命名。在神户川崎造船厂制造。1934年4月5日开工，1936年10月15日下水，1937年10月31日竣工。1939年开始改装主炮工程。1944年11月6日在菲律宾圣塔克鲁兹遭受美军潜舰攻击，被两枚鱼雷击中。1944年11月25日修理其间遭到美军飞机攻击，命中4枚炸弹和5枚鱼雷后沉没。

1933年的日本海军已拥有古鹰、妙高、高雄三级共12艘重巡洋舰，由于海军舰艇比例的限制，不能再建造重巡洋舰。因此日本人玩了个花招，仅安装5座三联装155mm主炮，冒充防空型轻巡洋舰。实际上在设计中即考虑到换装8英寸炮塔的需要，预留了空间。但即使是增加了相当的排水量，最上级携带的武器还是太多了。最上号在试航中发现若所有主炮同时发射，会对舰侧焊接的部分产生过大的冲击力，从而影响到舰身强度。1935年建成的最上号和三隈号在试航后作了修改，后两艘则在下水前即修正了设计，因此最上级可以细分成最上级和铃谷级。1937年期间，四舰一起接受改造，换装5座双联装8英寸主炮，并可搭载三架水上侦察机，一跃成为火力惊人的重型巡洋舰。

最上级在西方被称为“惊人的违约舰”（Egregious Treaty Violation）。它们表面上装备了5座155毫米三联装炮塔，但该炮塔单重与203毫米双联装炮塔相当，一旦条约失效，可随时更换为203毫米主炮，成为重巡洋舰。但由于排水量收到限制，武器装备过重，最上级也存在舰体复原性不足，结构强度偏低的缺陷。1935年10月“第四舰队事件”中，完工不久的最上号和三隈号全部受损，不得不进行结构强度改装；未完成的3、4号舰则改良设计继续建造，因此又称铃谷级。“海军假日”结束后的1937年，4艘最上级将主炮统一更换为5座双联装203毫米炮，这样一直拖延到1938年方告完成，当时标准排水量已经高达12200吨，高雄级巨大的舰桥由于迎风阻力过大，在最上级上体积大大缩小，他们的另一特征是拥有强大的航空设备，可以搭载3架水上侦察机。

最上级虽然是一级轻巡洋舰，但是它的舰体却跟重巡洋舰不相上下，排水量也跟高雄级，妙高级同等.因为舰幅十分宽广，装置十五点五厘米连装炮塔似乎觉得可惜，于是就装上了三连装炮塔.结果竟然装上了多达五座，总数十五门的主炮.这个155毫米三连装炮塔是日本海军第一次使用的三连装炮塔。以前三后二的方式布置，高雄级，妙高级的前面三个炮塔是以金字塔型来配置，而最上型则是以渐高的方式来配置，第一炮塔跟第二炮塔一样高，而第三炮塔高起来，即使装上五个三连装炮塔，整艘船看起来也不致拥挤。

除了主炮外，最上级还配备了127毫米高射炮八门，610毫米鱼雷发射管竟达十二门，比改装前的高雄级还强，另外拥有弹射器两具，水上侦察机三架，都是重巡级的装备.如此来说，最上级可说是日本的轻巡里最强的一级.

当然，这么强的轻巡洋舰是依重巡洋舰来建造的，日本海军的本意是要把他们改造成重巡洋舰.昭和十二年（1937）军缩条约失效之后，这四艘轻巡就被换上八吋主炮，偷偷的变身为重巡洋舰。六点一吋三连装主炮五座倍换成八吋连装主炮五座，炮塔布置方式没有改变。

最上级排水量与高雄级重巡洋舰不相上下。舰体采用了较大长宽比。最初装备5座三联装155毫米口径主炮共15门，五座炮塔采用舰体前部三座，后部二座的方式布置，第1炮塔与其后的第2炮塔同样在上甲板，第3炮塔高于前两座炮塔，舰体后部的第4、第5两座炮塔呈背负式布置。配备127毫米高射炮八门，4座三联装610毫米口径鱼雷发射管共十二门，水上飞机弹射器两台，可搭载水上侦察机三架。动力机组的功率超过当时的高雄级重巡洋舰，设计航速37节（经过加强结构的改装后航速36节）。前烟囱烟道向后曲折与后烟囱的排烟口合并为一体，前烟囱远离舰桥，减小排烟对舰桥的影响。

最上级为了控制重量，大量采用了焊接技术，为了降低重心，在上层建筑大量使用轻制合金。由于焊接技术不成熟，导致强度不足的情况。一号舰最上号试航期间各种测试发现不能符合军方提出的要求，由于俯仰速度和装填速度的问题使主炮不能有效的对空射击，而且在试航中发现复原性的问题(重心过高)以及部分的舰体强度不足的问题，1935年建成的前两艘最上号和三隈号在试航后进行了舰体结构加强的改装。完工服役时标准排水量达11192吨，超出了华盛顿海军条约对排水量的限定（这样的情况在日本海军建造条约型重巡洋舰过程中屡见不鲜）。1935年最上号参加演习时遭遇台风舰体受损，在此次被称为“第四舰队事件”的事故后，再次进行了加强舰体改造。尚在建造中的最上级后两艘铃谷号、熊野号根据前两艘发现的问题变更设计修正了设计不足（在设计上与前两艘不同，因此有资料将最上级细分成最上级和铃谷级）。

1937年期间条约失效，最上级这四艘所谓的轻巡洋舰接受改造，1939年-1940年大改装中，换上5座双联装8英寸（203mm）口径主炮，变身为重巡洋舰，炮塔布置方式没有改变（后来许多炮术研究者认为15.5公分60倍径炮虽然穿甲能力不如20.3公分炮。在射速上展现出火力密度较大的优势，改装后的最上级装备10门20.3公分炮理论上每分钟能发射30发炮弹，原来装备15门15.5公分炮，每分钟能击发75发炮弹）。最上级换下来的三联装15.5公分口径主炮炮塔后来被利用作为大和级战列舰的副炮和大淀级轻巡洋舰的主炮。

在太平洋战争中，最上级各舰进行加装高射炮、雷达以及指挥设备等改进。

最上

最上号巡洋舰1931年10月27日开工，是在吴海军工厂制造，1934年3月14日下水，1935年7月28日完工。为了控制重量，大量采用了焊接技术，并在上层建筑大量使用轻制合金。由于焊接技术不成熟，导致强度不足的情况。在1935年3月试航后进行了舰体结构加强的改装，直到1935年7月才完工。完工服役时标准排水量达11192吨，超出了华盛顿海军条约对排水量的限制。

在太平洋战争爆发时，最上号和她的三艘姊妹舰组成了第七战队，隶属于小泽治三郎中将率领的南遣舰队，参加了马来半岛攻略作战，和巴达维亚海战.第七战队击沉了攻击日本登陆部队的美军重巡洋舰休斯顿号和澳洲皇家海军的轻巡洋舰珀斯号.在这之后转向印度洋攻略，从事商船破坏战.获得了很大的战果.1942年2月25日，第7战队奉命掩护进攻爪哇岛的登陆部队。28日夜巴达维亚海战中，击沉美国“休斯敦”号重巡洋舰及澳大利亚“珀斯”号轻巡洋舰。

在爪哇海威风后，第7战队又参加了中途岛战役。昭和十七年（1942）六月的中途岛大海战中，重巡洋舰第七战队被编入由近藤信竹海军中将率领的攻略部队中，在栗田少将的率领下担任护卫登陆攻略部队的责任。1942年6月4日，机动部队的四艘航空母舰全被美军战机击沉或正在燃烧，第7战队奉令夜里炮击中途岛。接到命令时，它们距离中途岛还相当远，即使以32节的最高航速前进，也不能在6月5日拂晓前到达炮击地点。山本的参谋直到深夜才发现这个错误并通知战队司令栗田健男返航。第7战队急转弯取西北航向，不久，先头舰“熊野”在右舷发现一艘潜艇，立刻发出转向命令，但排在最后的“最上”号没收到命令，结果高速撞上前方的姐妹舰“三隈”号，“最上”号的舰首被部分撞掉，航速降到12节。栗田令三隈号及“荒潮”、“朝潮”三艘驱逐舰掩护“最上”号撤退。6月5日，从中途岛起飞的12架B-17及12架俯冲轰炸机攻击了这四艘军舰，俯冲轰炸机队长R·E·费雷明上尉在被日舰炮火击中后，英勇地驾机撞击“三隈”号的后炮塔，大火引起机舱里的汽油爆炸，机舱水兵全部死亡。6月6日，蹒跚逃离的四舰遭到美国航空母舰编队的追击，“三隈”号中十余枚炸弹沉没，7日上午“最上”号也中了六枚炸弹，命悬一线，尽管如此，最上号仍然击落了8架美机，同时采取紧急处置措施保住舰体避免沉没，并在救助三隈号乘员后，指挥驱逐舰向西前进，企图诱导美军舰队进入日本主力舰队方向。然而美军舰队并未出现，美机也停止了攻击，时速恢复20节的最上最终挣扎着回到本土。“三隈”号是第一艘被击沉的重巡洋舰，“最上”号也在本土修理了大半年，并拆除了后部炮塔改装成航空巡洋舰，搭载11架水上侦察机。

最上号在昭和十八年（1943）撤去了后部炮塔，将后部桅竿和后部炮塔群之间的水上机整备甲板延伸到舰尾，延长了飞机搬运轨道，增设了转向点，成了一艘能搭载十一架水上机的航空巡洋舰，跟伊势型航空战舰同属日本海军的怪胎。但是最上号航空巡洋舰的目的并不是要形成一支空中打击力量，而是善尽巡洋舰的本职-充当舰队耳目，加强侦搜能力。根据中途岛海战缺乏侦察能力的教训 “最上”号返回本土佐世保海军工厂修理过程中进行了大改装，拆除了舰体后部第4、第5炮塔，将后桅后面的水上飞机甲板一直延伸到舰尾，安装滑道，搭载11架水上侦察机，改装成航空巡洋舰，并加强防空火力。1943年4月完成改装再次服役。

瓜岛争夺战，残存的最上级战舰再披战甲，为联合舰队鞍前马后奋力拼杀。11月13日晚间，“铃谷”号和“熊野”号驶抵瓜岛的隆格角海域，起飞水上飞机投下照明弹后随即开始炮击，共发射203mm炮弹989发。击毁美军轰炸机1架、战斗机17架，击伤战斗机32架，并将跑道炸得都是弹坑。但203毫米炮弹对机场跑道的损坏远没有战列舰的356毫米炮弹严重，经过海军修建大队的通宵努力工作，跑道上的弹坑基本被填平，黎明前又可以起飞飞机。第二天白天，美军对日本舰队发动了数十次猛烈的空袭，重创日本舰队。

此后的一年多时间，联合舰队不再轻易出动重巡洋舰与美军作战，多半执行运输及护航任务。1944年6月，联合舰队全力投入马里亚纳大海战，这次海战还是以日本的大败告终。

1944年10月，世界上最后的大海战在菲律宾莱特湾海域展开。最上号仍难逃一沉.她的最后一战就是莱特湾大海战.最上号这时属于西村舰队。10月24日7时，西村命令最上号弹射水上侦察机起飞前往雷伊泰湾侦查，西村舰队拥有战舰扶桑号，山城号，重巡最上号，和四艘驱逐舰，力量薄弱，而且速度有如龟步。侦察机回报发现战舰四艘，巡洋舰二艘，运输船八十艘，苏利高海峡发现驱逐舰四艘，鱼雷艇

虽然知道局势对自己不利，但在这场日本海军最后的决战中，西村祥治将军选择了依原计划突入莱特湾，结果，在苏利高海峡遭到美军大批军舰以逸待劳的围攻，舰队一去不返.美军在奥登多夫少将的率领下，拥有战舰六艘,重巡洋舰四艘，轻巡洋舰四艘，驱逐舰二十一艘，当最上号跟扶桑号冲进海峡出口时，美军的战舰老早就排成一列，形成一个圆弧，而焦点正落在只能以舰首炮门反击的日舰上.扶桑号战舰被炸成两截，而最上号成了一团在海上漂浮的火球。

最上号和海军最老旧的两艘战列舰——山城和扶桑一起被编入西村指挥的水面战队，奉命突入苏里高海峡。25日凌晨，炮战和鱼雷战开始，日本舰队被打得一塌糊涂，仅驱逐舰“时雨”逃离。倒霉的“最上”号中了无数美国战列舰的大口径炮弹后，正副舰长均被击毙，由炮长代替指挥。这时遇上紧跟着突入该海峡的志摩清英中将指挥的第二进击舰队。后来志摩舰队擅自赶到湾内，看见断成两节的扶桑号还以为那是山城号跟扶桑号两艘战舰，悲伤不已，当时正是25日凌晨4时30分，发现了在前方八海里处有敌方舰队，又在右前方发现了正在燃烧的最上号，志摩下令舰队右转发射鱼雷，旗舰“那智”号发射鱼雷后，准备躲到“最上”号的火光后，但是在驶近该舰后，发现其还以8海里的时速前进。“那智”被浑身是火的“最上”号迎面撞上，这次是“那智”的左面舰首被撞掉一部分，最高速度降为20节。当时，那智号正在进行鱼雷发射后的急转弯，最上号是在慌乱的灭火行动里，虽然冲撞不无理由，但是中途岛海战与三隈相撞，这时又与那智号发生事故，竟发生两次事故。第二天，一群美国“复仇者”式飞机发现了掉队的“最上”，命中一枚炸弹，由驱逐舰“曙”号发射鱼雷击沉。“最上”号是太平洋战争中唯一两次撞舰的战舰，可谓是倒霉透顶。

三隈

在昭和十二年(1937年)伦敦军缩条约失效后，也就是所谓的无条约时代来临后，三隈号跟姊妹舰三艘都将五座三连装155毫米主炮塔换成五座连装200毫米主炮塔而变成了重巡洋舰。从最上号跟三隈号拆下来的三连装炮塔被利用作为巨大战舰大和号跟武藏号的副炮。两艘战舰总共装用八座三连装155毫米炮塔。太平洋战争开战时，三隈号跟三艘姊妹舰编成重巡洋舰第七战队，在栗田健男少将的带领下，隶属于小泽治三郎中将的南遣舰队，而陆续的参加了在南洋攻略战中的大大小小数场战役。其中值得一提的便是巴达维亚海战。

孔雀湾的日本运输舰，击沉四艘运输舰，包括第16军司令官今村均中将乘坐的龙城丸在内，今村均落海游水上岸。后来第5驱逐舰队的司令吉川周吉中佐奉命去道歉，但第16军的参谋长让他不要吭声，因为今村均以为是遭到“休斯敦”号发射的鱼雷击中，结果后来双方的正式记录中仍然记载这枚鱼雷系“休斯敦”号重巡洋舰所发射。此后，第7战队参加了安达曼群岛和缅甸攻略作战以及孟加拉湾上的作战。

昭和十七年(1942)5月28日，第七战队担任中途岛占领部队的护卫任务而由关岛基地出发。第七战队本来的任务是在登陆作战进行之前炮击中途岛，在凌晨两点时接续潜舰伊-168号炮轰的任务，但是中途岛作战失败，四艘日军空母被送入海里，山本总司令也就取消了炮击的计划。栗田少将接到炮击任务取消的电报时，四艘最上级重巡只离中途岛约八十里，但是却只能回头逃遁。舰队以二十八节的速度向西北驶去，旗舰熊野号位居舰列之首，后面跟着铃谷号，三隈号，而最上号居末，后面跟着两艘驱逐舰荒潮号跟朝潮号。凌晨两点十五分，熊野号发现右舷舰首前有一艘潜艇浮着，随即下令“左四十五度一齐回头”。在最上号上，航海官山内正己少佐正在看着这个紧急的动作，他看到前方的三隈号，觉得距离太大，于是就稍稍转向右转舵，但是一艘巨大的舰影却突然出现在眼前，他大吃一惊，赶紧下令“左满舵!……倒车!”但是已经太迟了，一阵剧烈的碰撞，最上号的舰首撞进了那艘船的左舷舰尾。原来山内当初看到的三隈号其实是排在纵队第二的铃谷号，而三隈号在转弯时在较后面，结果最上号舰首损失了十二公尺，而三隈号只有一处油槽破裂。

最上号因为舰首被撞歪了，速度大减，只有十二节。栗田少将不愿耽误时间，因为天亮后他们将暴露于美军空中攻击前面，于是就留下两艘驱逐舰护航，自己率领熊野号跟铃谷号疾速驶离去跟山本本队会合。早上6时30分，美军水上侦察机发现了这两艘行进缓慢的重巡洋舰，随即派出战机追击。8时8分，美军的SBD俯冲轰炸机开始攻击，虽然没有命中弹，但是一架轰炸机在飞轰炸航路时起火，结果撞毁在三隈号的后炮塔上。这架勇敢的美机造成了三隈号的大火灾，火势延烧到轮机室的进气口，黑烟被吸下舱里，闷死了轮机室的人员。结果连三隈号也不得不以慢速前进。但是三隈号的灾难尚未结束，当日中午12时30分，由美军航空母舰大黄蜂号起飞的二十六架俯冲轰炸机和八架战斗机以及由企业号起飞的三十一架俯冲轰炸机，十二架战斗机和三架鱼雷攻击机杀到。第一次攻击中，三隈号的舰桥就被击中，舰长崎山释夫大佐重伤，由副舰长高木中佐代理作战。第二次攻击命中了五枚命中弹。最后引起了鱼雷库的爆炸。当地时间6月6日下午6时，三隈号终于沉没在中途岛西方海域。

铃谷

急遽的改变即将完工的铃谷号，熊野号的设计。所以这两艘在设计上跟前两艘不同，也有人称为铃谷型。

因为改良了最上级的缺点，使得铃谷号重量增加。对外发表的轻巡洋舰铃谷号重量是8500吨，但是实际上却超过了12000吨。此外，舰幅也比最上级来的宽。跟其它姊妹舰一样，在军缩条约失效后换装上203毫米连装炮塔五座。而从四艘最上级换装下来的二十座三连装155毫米炮塔，日本海军预定要利用这些炮塔装设在四艘大和级巨大战舰上当副炮，每艘战舰装上四座，共用去十六座，而剩下的四座就运用在两艘新造的大淀级轻巡洋舰上，每艘两座。但事实上大和级战舰完工的只有两艘，三号舰信浓号被改造成航空母舰，而大淀级中只完成了大淀号，二号舰仁淀号没有造出来。

太平洋战争开战时，铃谷号跟姊妹舰三艘一起组成重巡洋舰第七战队，隶属于小泽治三郎中将的南遣舰队，支持马来作战，并参加了巴达维亚海战，击沉美澳的轻重巡共两只。后来也参加了中途岛海战，隶属于近藤中将的攻略部队。在中途岛战后，损失了僚舰三隈号的第七战队被编入了新规西村祥治少将的第三舰队。连续参加了第二次所罗门海战(东所罗门海战)以及南太平洋海战(圣克鲁兹海战)。在南太平洋海战中，铃谷号跟熊野号跟随着空母翔鹤号，瑞鹤号出击，击沉了美军航舰大黄蜂号。此外，铃谷号也曾执行过对瓜达卡那尔岛亨得逊机场的夜间炮轰。

到后来铃谷号参加了马里亚那大海战，隶属于由栗田健男中将指挥的第二舰队第七战队，第七战队包括了铃谷号，熊野号，以及利根级的两艘，而最上号是因为被改造成航空巡洋舰，编入第二舰队替第二航空战队护航。铃谷号所在的第二舰队拥有战舰大和号等战舰四艘，重巡八艘的有力传统水面舰队，配备三艘轻型空母，作为机动部队的前卫队，而并非如同中途岛海战一样作为主力部队放在后面，这说明了日本海军作战思想上的转变。但是日本海军派出的四百架战机却遭到猎火鸡式的屠宰。

铃谷号的最后征程是在莱特湾大海战中。铃谷号和熊野号同属于栗田舰队，而都能撑过西布雅海的空袭，最后终于到达命运的萨摩岛，发现了美军的空母群。栗田中将将这些空母群当作是美军正规大型空母群，但实际上这些只是担任护卫工作的塔飞三号轻空母群。栗田一发现敌航舰，马上就下令正处于防空环型阵的舰队杀过去，结果，因为队形散乱，天候不佳，再加上美军战机起飞攻击，以及美军驱逐舰视死如归的勇敢攻击，日军只击沉了冈比亚湾号轻型航舰以及三艘驱逐舰，却损失了四艘重巡洋舰和三艘驱逐舰。铃谷号因为中了数枚至近弹而陷入航行不能的惨状，后来遭受美军战机三十架的攻击，引爆了正在装填中的鱼雷，发生大爆炸，引发了全舰的火灾，最后由己方的鱼雷带入海底安息。

“铃谷”和“熊野”号被编入栗田健男海军中将指挥的舰队作战。25日在萨马岛海域交战中，“铃谷”号遭到美军飞机攻击，重创掉队，由己方驱逐舰击沉。

熊野

重巡洋舰熊野号也跟他的姊妹舰一样，是以轻巡洋舰的姿态竣工，而在进入无条约时代后，就换装了203毫米的联装炮塔，成为名副其实的重巡洋舰。但是，事实上原本采用的155毫米三连装炮塔是一款十分优秀的炮塔，长度达六十倍径，超过各国惯用的155毫米舰炮许多，虽然在穿甲力上略输203毫米炮一截，但是也不会相差太多，在两万米时，这种155毫米60倍径炮的贯穿力是100mm装甲板，而203毫米炮的贯穿力是125mm。在射速上，这门炮的威力就得以展现，以改装后的最上级装备10门203毫米来算，每分钟能击发30发炮弹，但是如果像原来装备155毫米炮15门，每分钟能击发75发炮弹。加上炮弹散布性能和作战性能都十分优秀，让许多炮术研究者在本舰换装203毫米炮时都感到十分可惜。

在印度洋作战之后，熊野号回到本土进行整修，并在5月4日完成，随即准备参加对于中途岛的作战。在中途岛海战中，熊野号隶属于近藤信竹中将的进攻部队，并担任其中支持部队栗田健男少将的旗舰，统领其它三艘姊妹舰支持作战。在四艘日本航舰惨遭击沉后，栗田本来受山本长官之命，于夜间接近中途岛并炮轰中途岛，但却半途回撤，没想到在这时候旗舰熊野号突然发现美军潜舰，一时阵势大乱，发生了悲惨的碰撞事件，最上号与三隈号相撞，损失严重。栗田少将只好留这两艘受伤的重巡，自己率领熊野号向西方遁去。结果第二天三隈号被美机击沉，最上号也受到攻击，几乎变成废舰。

中途岛海战后，第七战队铃谷号和熊野号被编入西村祥治少将的第三舰队，担任航空母舰的护卫任务。参加了第二次所罗门海战(所罗门群岛以东海战)以及南太平洋海战(圣克鲁斯海战)。在瓜达尔卡纳尔岛争夺战中，1942年11月13日夜间，“铃谷”号和“熊野”号驶抵瓜岛的隆格角海域，炮击瓜岛上的美军机场。1943年7月20日，熊野号在从拉包尔往寇隆班加拉航行中遭到美国鱼雷机的攻击被鱼雷击中，后返回本土修理。

1942年8月，熊野号在回国整备后又再度出击，这次他被编排在新成立以航舰为主的第三舰队中，跟姊妹舰铃谷号一起编成第七战队，担任航空母舰的护卫任务。8月24日，他随舰队参加了第二次所罗门海战(美方称东所罗门海战)，虽然在战斗上日军并未获得什么战果，而且还损失轻航舰龙骧号，但是总算是把登陆部队陆军川口支队的4500人送上了瓜达卡纳尔岛。之后，他也随空母部队参加了南太平洋海战(美方称圣塔克鲁兹海战)，但是这次第七战队被拆散，熊野号被派作航舰的近卫舰，而铃谷号则是与两艘高速战舰编组，担任前卫工作。在这场作战中日军击沉了美国航舰大黄蜂号并重创企业号，但是自己的战机及飞行员却受损严重。

同属于跟马里亚纳海战中一样编制的第七战队，该部队拥有战列舰大和号，金刚号等的第一部队一同穿过了菲律宾中部的锡布延海域，栗田舰队在萨摩岛附近突然发现美国战舰，熊野号舰首中了一枚敌军驱逐舰约翰斯顿号释放的鱼雷，造成舰首切断的惨况。后来约翰斯顿号又释放了一枚鱼雷，命中并击沉该船。

1942年底一直到1943年中，熊野号除了一度回航本土进行维修以外，都在西南太平洋地区执行护航及运送的任务。1943年7月20日，熊野号在从腊包尔往寇隆班加拉航行中遭受到美国鱼雷机的攻击，右舷后部中雷一枚，随即返回腊包尔进行应急修理，然后经土鲁克一路回到本土完成修理工作。9月4日，熊野号在吴工厂完成修理作业，随即返回前线，在中太平洋一带巡逻。12月26日，熊野号从土鲁克岛出发，准备替一批船团护航至卡比延，但在发现美军战机后即回航，直到31日才到达卡比延。接下来，熊野号多在土鲁克─帕劳一带进行训练及巡逻，并在1944年2月进入新加坡的林加泊地，并一直待在那里进行训练。

1944年5月，熊野号随舰队从林加泊地出击，在塔威塔威待机，并于6月19日参加了马里雅那海战。在这场海战中，熊野号与姊妹舰铃谷号、利根型重巡的利根号和筑摩号编成第七战队，在白石万隆少将的率领下隶属于栗田健男中将的第二舰队，担任航舰部队的前卫任务，该舰队亦包括了战舰大和号以及武藏号，是一只十分有力的舰队。但是，有在强的水面舰艇，空中作战一但失败也只有急速逃离战场的份，在小泽机动部队攻击队惨遭全灭，只剩下空空的空母向西逃回后，熊野号也回到了日本本土。

1944年7月，熊野号再度从日本本土启航至林加泊地待机。10月18日，他从林加出击，并在文莱加入了前往莱特湾征讨美军的栗田舰队，同属于跟马里雅那海战中一样编制的第七战队，并担任旗舰，第七战队隶属于铃木义尾中将率领的第一游击部队第二部队，该部队以战舰金刚号等为主，与栗田直率、拥有战舰大和号等的第一部队一同穿过了菲律宾中部的西布扬海，在那里他们遭受到美军战机猛烈的攻击。但是熊野号在西布扬海战中并未受伤，并随舰队参加了萨摩岛海战。10月25日，栗田舰队在萨摩岛附近突然发现美国航舰，随即全速追击，但是在美军驱逐舰拼死护卫以及空中敌机威胁始终无法消除的情形下，战果与自身强大的兵力不成比例。在追击战中，熊野号舰首中了一枚敌军驱逐舰施放的鱼雷，造成舰首切断的惨况。后来栗田舰队突然回航，熊野号也只能拖着损失舰首的舰身，以12节的速度慢慢逃回。

在熊野号经过圣贝迪诺海峡时曾遭到敌机攻击，在10月26日，经过民多罗岛南方的时候又遭受美军机攻击，舰桥左舷下部和烟囱附近命中三枚炸弹，炸烂了他的烟囱，并让他的速度又降到只有10节。在到达马尼拉后，熊野号进行了轮机的应急修理，但是由于舰首遭切断，航行阻力极大，他的速度也只提升到十五节。

1944年11月5日，熊野号在重巡洋舰青叶号及几艘海防舰的陪伴下，护卫六艘商船从马尼拉航行至高雄。6日，熊野号在行经菲律宾的圣塔克路兹(并非南太平洋的圣塔克鲁兹，而是位于菲律宾的同名地名，北纬16度、东经120度左右)时遭受美军潜舰的伏击，一枚鱼雷击中已经希巴烂的舰首，造成第一炮塔以前完全切断，一枚鱼雷则是击中了动力舱，造成熊野号失去航行能力。身受重伤的熊野号只好由商船拖曳，在努力了二十个小时后进入了圣塔克路兹港，在港中经过舰员死命的修复，一度恢复了自力航行六节的速度。

“铃谷”和“熊野”号被编入栗田健男海军中将指挥的第一进击舰队，准备从北面的圣贝纳迪诺海峡突入。25日早晨，遭遇一支为莱特的两栖部队提供空中掩护的辅助力量——“塔菲三号”。“塔菲三号”仅包括6艘护卫航空母舰，3艘驱逐舰和4艘比驱逐舰还小的护航驱逐舰。但在美舰队和飞机的联合打击下，日军遭到重创。“铃谷”号被美机重创，严重损毁后，由驱逐舰善后。“熊野”号遭美舰“琼斯敦”号鱼雷攻击，命中一条并严重受损，退出了战斗。

但是，1944年11月25日，“熊野”号在科隆湾遭到美机猛烈攻击，大批美机攻击圣塔克路兹，熊野号遭受约三十架的美军战机集中攻击，命中炸弹四枚、鱼雷五枚，终于沉没在港里。从莱特湾海战中第一次受到驱逐舰雷击以来，熊野号总共承受了八枚鱼雷、十枚炸弹，以十分痛苦的方式，满身疮痍的沉没。至此，曾经威风一时的最上级战舰全部从海面消失。

最上级重巡洋舰为追求最高航速而采用了像驱逐舰一样收分过大的艉部水下线型，造成高航速时，舰艉下方的流场紊乱，大量海水被喷出水面而浪费了一部分推进功率（现代舰船）。