Самолеты Aichi D3A и Nakajima B5N свою боевую карьеру начали почти одновременно. В 1939 году первые серийные машины обоих типов проходили боевые испытания в боях с войсками Гоминьдана в Китае, а с декабря 1941 года они принимали участие почти во всех значимых сражениях с армиями Соединенных Штатов, Великобритании, Голландии, Филиппин и Австралии.

Первой частью, получившей новые самолеты, стала 12-я воздушная группа. Дислоцировавшаяся в Ичане, в середине 1940 года группа получила девять B5N1 и девять D3A1. После того, как экипажи прошли переподготовку, 13 сентября группа совершила налет на китайские войска в Чункине. Через два дня налет повторили. Бомбометание оказалось очень точным, особенно метко клали бомбы пикировщики Aichi D3A "Val". В ходе обоих налетов японцы потерь не понесли: китайская зенитная артиллерия не успела среагировать, а истребителей в воздухе не встретили. Тем временем поступали все новые и новые самолеты, хотя их число продолжало оставаться сравнительно небольшим. Несколько D3A1 участвовала в боевых действиях в составе 14-го воздушного корпуса, дислоцированного во Французском Индокитае, и атаковавшего Куньмин и Сяньгун. До конца 1940 года почти всегда самолеты действовали без истребительного прикрытия, поскольку они могли на равных бороться с китайскими истребителями, а в крайнем случае оторваться от преследования. В марте 1941 года объединенная воздушная флотилия начала бомбардировки района Ченту. В налетах участвовали самолеты B5N1 и небольшое число D3A1. На этот раз бомбардировщиков прикрывали новейшие японские истребители А6М "Zeke", которые для китайцев представляли необоримого соперника. Участие самолетов B5N1 и D3A1 в боях с Гоминьданом закончилось в сентябре 1941 года, когда началась подготовка нападения на Перл-Харбор и вся морская авиация была сконцентрирована в метрополии. По состоянию на 7 декабря 1941 года в боевых частях морской авиации находился 141 самолет D3A1 и 202 самолета B5N, из которых большинство составляли машины B5N2. Большинство машин действовало в составе 1-го воздушного флота, сформированного в апреле 1941 года. Столь крупное ударное соединение было создано специально для войны с Соединенными Штатами. В состав флота входили три дивизиона авианосцев. Первоначально это были: 1-й дивизион ("Акаги", "Kara" - 45 D3A и 54 B5N) и 2-й дивизион ("Сорю" и "Хирю" - 36 D3A и 36 B5N), к которым за два месяца до нападения на Перл-Харбор присоединился 5-й дивизион ("Сёкаку" и "Дзуйкаку" - 54 D3A и 54 B5N). Сопровождение авианосцев состояло из двух линкоров, двух линейных крейсеров, одного крейсера и девяти эсминцев. 7 декабря 1941 года в 6:00 утра с палуб авианосцев, находившихся в 230-240 милях от Оаху, начали взлетать самолеты первого эшелона. Кроме истребителей А6М2, имевших целью нейтрализовать возможное присутствие в воздухе американских истребителей, основную ударную силу составили B5N2 и D3A1. С "Акаги" стартовало 27 B5N2, с "Каги" - на один меньше (один "Kate" получил повреждения и был сброшен за борт). Еще по 18 B5N2 поднялось с "Хирю" и "Сорю". С авианосцев "Сёкаку" и "Дзуйкаку" вылетело 26 и 25, соответственно, пикировщиков D3A1 "Val". Три самолета остались на борту из-за отказа двигателей.

Всего первый эшелон состоял из 183 самолетов. Группу из 49 бомбардировщиков B5N2 вел Мицуо Фукуда. Остальные 40 "Kate" несли по одной торпеде с усиленным стабилизатором, способных держать курс даже в волнистой акватории Перл-Харбора. Торпедоносцами командовал Сигехару Мурата. Какуичи Такачаси вел в бой группу из 51 пикировщика D3A1 "Val". Остальные 43 самолета были истребителями прикрытия.

За несколько минут до 8:00 на американские корабли обрушились первые бомбы и торпеды. Первый эшелон без проблем добрался к острову Форд, где стояли на якоре основные силы американцев. Противник оказался захвачен врасплох. Первым получил попадание торпедой линкор "Оклахома", который атаковали B5N2 с "Акаги". Другими целями торпедоносцев стали линкоры "Западная Виржиния" и "Теннеси". Первый из них получил семь попаданий торпед. Линкоры "Калифорния" и "Невада" также были атакованы самолетами с "Каги" и "Акаги". В свою очередь B5N2 авианосцев "Сорю" и "Хирю" пустили на дно старый линкор "Юта", а затем переключились на уже поврежденные "Оклахому" и "Западную Виржинию", а также меньшие корабли, оказавшиеся в порту. Тем временем в бой вступили бомбардировщики D3A1. Их бомбы поразили линкоры "Невада", "Теннеси", "Мэриленд", "Оклахома", "Западная Виржиния" и "Аризона". Одна из бомб, сброшенная звеном капитана Маки с авианосца "Хирю" поразила "Аризону" в районе второй башни главного калибра. Бомба пробила палубу и взорвалась в отсеке, где находились кубрики команды на третьей палубе. Вспыхнул пожар. Мгновенно огонь вызвал детонацию пороховых зарядов для катапульты.

Этот взрыв, в свою очередь, вызвал детонацию артиллерийского погреба с 356-мм и 127-мм снарядами, после чего корабль затонул. Одновременно японцы бомбили аэродромы Уиллерфилд, Беллоуз, Хикхем, а также авиабазы в Канеоэ и Эва.

Аэродромами "занимались" пикировщики D3A1 с "Сёкаку" и "Дзуйкаку". Потери американцев были огромны, так как все самолеты ровными рядами стояли вдоль взлетных полос. Базы располагали системой земляных укрытий для самолетов, но ими не пользовались, опасаясь саботажа. В результате японские пилоты без труда поражали скученно стоявшие американские самолеты.

Тем временем над Перл-Харбором показались самолеты второго эшелона. Эшелон насчитывал 167 самолетов, в том числе 78 пикировщиков D3A1 "Val", которых вел Такасиге Эгуса ("Акаги" 18, "Kara" 26, "Сорю" 17 и "Хирю" 17), а также 54 бомбардировщиков B5N2 ("Сёкаку" и "Дзуйкаку" по 27). На этот раз пикировщики атаковали корабли, а бомбардировщики ударили по аэродромам. Однако успешность налета второго эшелона оказалась хуже. Американская оборона ПВО сумела прийти в себя. Изготовились к бою орудийные расчеты, в воздух сумело подняться несколько истребителей. В результате, точность бомбометания упала, а потери возросли. Все же японцам удалось потопить несколько меньших кораблей. Но главная неудача постигла японцев, когда они попытались добить уходящую из порта "Неваду". Несмотря на атаку 23 самолетов, линкор удержался на плаву. Второй эшелон потерял 14 D3A1 и 6 А6М2, в то время как первый эшелон потерял только 5 B5N2, 1 D3A1 и 3 А6М2. Американские истребители Р-40С и Р-36С сбили десять японских самолетов, в том числе семь D3A1 и три А6М2.

В ходе налета японцам удалось потопить 12 и повредить 9 кораблей. Пошли на дно линкоры "Аризона", "Калифорния", "Невада", "Оклахома", "Западная Виржиния", и старый линкор "Юта". За ними последовали эсминцы "Даунз", "Кассин", "Шоу", постановщик мин "Оглала", буксир "Сотоёмо" и плавучий док FD-2. Повреждения получили линкоры "Мэриленд", "Теннеси", "Пенсильвания", крейсера "Хелена", "Гонолулу", "Рейли", эсминец "Хелм", а также ремонтный корабль "Вестал" и база гидропланов "Кертисс". В тактическом плане удар по Перл-Харбору казался грандиозной победой, но в стратегическом - настоящей катастрофой. Не удалось пустить на дно ни одного авианосца, которых просто не оказалось в Перл-Харборе. Это обстоятельство позволило американцам быстро качнуть чашу весов в свою пользу.

Одновременно с нападением на Гавайи, другие японские группировки атаковали американские базы на Филиппинах. Хотя главные ударные силы на этом направлении составляла авиация наземного базирования (21-я и 23-я воздушные флотилии, действующие с аэродромов на Тайване), в районе также действовал 4-й дивизион авианосцев. В то время в состав дивизиона входил единственный авианосец "Рюдзё", на борту которого находилось 18 B5N2 "Kate" и 16 А5М4 "Claude". 7 декабря 1941 года с палубы авианосца вылетело 13 B5N, которых вел капитан Аиои. Целью отряда было бомбить порт Минданао. Результаты бомбежки были нулевыми, а два самолета не вернулись на базу. В тот же день японцы снова бомбили Минданао, но на этот раз в вылете участвовало два "Kate" под прикрытием трех "Claude". И в этот раз результаты оказались минимальными. На этом закончилось использование авианосца "Рюдзё" в качестве ударного, поскольку его бортовая авиация на протяжении последующих дней занималась лишь патрулированием и разведкой. Лишь 12 декабря, когда началась высадка десанта в Легаспи, самолеты авианосца приняли ограниченное участие в операции.

20 декабря 1941 года 1-й дивизион авианосцев был направлен к атоллу Уэйк с целью поддержать десант на этот остров. Атолл оборонял небольшой отряд морской пехоты США при поддержке трех истребителей "Wildcat" из VMF-211.21 декабря 29 самолетов D3 А1 и 2 B5N2 взлетели с авианосцев "Сорю" и "Хирю". Японцы без потерь для себя бомбили остров. На следующий день группа из 33 B5N была перехвачена парой американских F-4F, которые пилотировали лейтенант Торнтон и капитан Фрюлер. Американцам удалось сбить двух "Kate" прежде чем сумели прореагировать истребители сопровождения. Против "Zero" у американцев не было никаких шансов, и оба "Уайлдкета" рухнули в океан. 23 декабря 1941 года, после очередного налета, гарнизон атолла капитулировал.

В январе 1942 года 1-й и 5-й дивизионы авианосцев участвовали в боевых действиях в районе Новой Гвиней, Новой Ирландии и Новой Британии. Во всех операциях с 20 января 1942 года участвовали самолеты с "Акаги", "Kara", "Сёкаку" и "Дзуйкаку". 25 января самолеты 2-го дивизиона авианосцев участвовали в операции по захвату Целебеса. Присутствие авиации противника в воздухе было минимальным, поэтому потери японцев также были минимальными. Почти одновременно с японским десантом на Яве, 19 февраля 1942 года 1-й и 2-й дивизионы авианосцев ("Акаги", "Kara", "Сорю" и "Хирю") провели атаку на Порт-Дарвин -крупный порт на севере Австралии. Этот порт имел большое стратегическое значение, так как именно через него шло снабжение союзнических войск, оборонявших Яву. Ранним утром в воздух поднялся 81 бомбардировщик B5N2 (командир группы, полковник Мицуо Фучида) и 18 истребителей А6М2 сопровождения. Группа проследовала к острову Мелвилл, где соединилась с 71 пикировщиком D3A1, также сопровождавшихся 18 истребителями. Пикировщики поднялись с авианосцев позднее бомбардировщиков, но благодаря большей скорости вышли к заданной точке почти одновременно. Все 188 самолетов образовали боевой строй и взяли курс на Порт- Дарвин. Над портом группу перехватил одиночный Р-40Е из 33 PS - уцелевший после зачистки воздушного пространства японскими истребителями. За штурвалом "Уорхоука" сидел лейтенант Острейхер. В стремительной атаке лейтенанту удалось сбить один D3A1 с авианосца "Сорю", но японские истребители быстро нейтрализовали противника, и Острейхер едва сумел посадить свою похожую на решето машину. Тем временем японцы начали бомбить порт: строения и стоящие в порту корабли. Сначала отбомбились B5N2, а затем удар нанесли пикировщики. На дно пошел американский эсминец "Пири", а также несколько судов и мелких кораблей. Но самое главное - японцам удалось полностью разрушить инфраструктуру порта. В результате Порт-Дарвин на несколько месяцев вышел из строя. Разбомбив порт, японцы атаковали местный аэродром, с которого как раз пытались подняться пять Р- 40Е из 33-й истребительной эскадрильи. Потеряв один "Зеро", японцы сбили все пять "Уорхоуков". Всего потери японцев составили два D3A1, один B5N2 и один А6М2. Час спустя над Порт-Дарвином появились 54 бомбардировщика G3M2 и G3M1 из 21-го и 23-го кокусентаев, вылетевших с баз в Кендари и Амбон. Эти самолеты довершили уничтожение порта.

Следующей крупной операцией, в которой участвовали самолеты D3A и B5N, стала атака японского ударного флота по английским авиационным и морским базам на Шри-Ланке. Задачей японского флота было уничтожить английский Восточный Флот вице-адмирала Сомервилла. В состав английского флота входили три авианосца: "Индомитейбл", "Формидейбл" и "Гермес", которые несли истребители "Sea Hurricane", "Martlet" (экспортный вариант F-4F) и "Fulmar", а также торпедоносцы "Albacore" и "Swordfish" (всего 97 самолетов, в том числе 37 истребителей и 60 бомбардировщиков-торпедоносцев). Кроме авианосцев в состав флота входили линкоры "Уорспайт", "Резолюшн", "Роял-Соверен", "Рамиллиз", "Ревендж", тяжелые крейсера "Корнуэлл", "Дорсетшир", легкие крейсера "Эмералд", "Энтерпрайз", "Кале-дон", "Драгон", голландский крейсер "Трамп", а также 14 эсминцев. На базах в Коломбо, Чайна-Бей и Коггала находилось еще 150 самолетов. Среди них большинство составляли "Hurricane Mk I" и Mk lib, "Fulmar" и "Blenheim", но также было много старых Vickers "Vincenty", "Vildebeesty" и Fairey "Seal". Если взять в расчет боеспособность английской техники, то группировка на Шри-Ланке хотя и была многочисленной, но ее боевая ценность оставалась сравнительно малой. Японцы противопоставили англичанам две ударные группировки, объединявшие 6 авианосцев (1-й, 2-й и 5-й дивизионы - "Акаги", "Kara", "Сорю", "Хирю", "Сёкаку" и "Дзуйкаку"), легкий авианосец "Рюдзё", 4 линкора, 7 тяжелых крейсеров, 2 легких крейсера, а также 13 эсминцев. Японские авианосцы несли 370 самолетов, в том числе ИЗ А6М2, 114ВЗА1,атакже 143 B5N2. Количественное и качественное превосходство, без сомнения, находилось на стороне японцев.

Налет запланировали на 4 апреля 1942 года, но в последний момент начало операции отнесли на один день. На рассвете 5 апреля с авианосцев "Сёкаку", "Дзуйкаку", "Акаги", "Kara", "Хирю" и "Сорю" поднялись 38 D3A1 подполковника Такахаси, 53 бомбардировщика B5N2, ведомых подполковником Фучидой, и 36 истребителей А6М2 полковника Итаи. Первой целью японцев стал порт и аэродромы в Коломбо. Английские радары засекли приближающиеся самолеты, но поднять в воздух истребители англичане не успели. Когда первые бомбы начали рваться на взлетных полосах в Ратмалане, "Харрикейны" 30-й эскадрильи RAF и "Фульмары" 803-й и 806-й эскадрилий FAA еще только выруливали на старт. Японские истребители связали боем немногие успевшие подняться английские самолеты. Тем временем японцы начали бомбить порт Коломбо. Хотя часть кораблей накануне была из порта выведена, там еще оставалось достаточно целей для японских самолетов. Главный удар приняли на себя вспомогательный крейсер "Гектор" и эсминец "Тенедос". Оба корабля были потоплены. Первый налет на Цейлон обошелся японцам в 7 D3A1 и 1 А6М2. Все японские потери были вызваны действиями английских истребителей. Англичане понесли более тяжелые потери: 21 "Харрикейн", 4 "Фульмара" и 6 "Свордфиша".

Едва вице-адмирал Нагумо получил первые донесения с самолетов, бомбивших порт, он понял, что основные силы английской эскадры успели уйти в море. В воздух были подняты разведчики, которые обнаружили два больших корабля юго-восточнее японской эскадры. Пилот-наблюдатель гидроплана с крейсера "Тонэ", заметивший корабли, определил их как линкоры или крейсера. Не ожидая подтверждений, Нагумо приказал взлететь резервному авиаотряду. В 12:00 самолеты поднялись в воз- дух. Отряд насчитывал 53 D3A1, вел группу герой Перл-Харбора подполковник Эгуса. Группа обнаружила оба корабля через два часа после вылета, в 14:30. Налет длился всего пятнадцать минут и оказался очень успешным. Линкор "Корнуэлл" получил 15 прямых попаданий 250-кг бомб и пошел на дно. Шедший рядом крейсер "Дорсетшир" получил 14 попаданий и также затонул. Точность бомбометания была исключительно высокой. Не потеряв ни одной машины, группа вернулась на базу. Приняв все самолеты, эскадра вице-адмирала Нагумо отошла от Шри-Ланки и два дня ждала ответной реакции англичан. Действительно, англичане два дня непрерывно прочесывали окрестности Цейлона, пытаясь найти японские авианосцы. Их усилия ничем не увенчались, и адмирал Сомервилл решил, что японская эскадра ушла. 8 апреля он приказал кораблям Восточного Флота встать на якорь в районе Адду. Наступило затишье. Затишье перед бурей.

9 апреля в 6:00 утра с японских авианосцев, находящихся в 100 милях от Трикомали поднялся 91 бомбардировщик B5N2 полковника Фучиды. Их сопровождали 45 А6М2 полковника Итаи. Построившись, самолеты взяли курс на Трикомали. Как и три дня назад англичане заметили приближающиеся самолеты, и снова опоздали поднять в воздух истребители. Японцы спокойно отбомбились, пустив на дно транспорт "Сагаинг" и вспомогательный монитор "Эребус". Лишь группа А6М2 с авианосца "Дзуйкаку" перехватила звено "Харрикейнов" и 261-й эскадрильи RAF. Обе стороны потеряли по два самолета. Лишь когда японские бомбардировщики легли на обратный курс, их перехватили английские истребители. Японские истребители организовали прикрытие. Завязался бой, в котором англичане потеряли 9 "Харрикейнов", а японцы 3 А6М2 и 2 B5N2. Тем временем гидроплан линейного крейсера "Харуна" в 7:55 обнаружил английский авианосец "Гермес" в сопровождении трех эсминцев. Повторились события трехдневной давности. Нагумо поднял в воздух резервные пикировщики, всего 85 D3A1, которых сопровождали 9 истребителей. В 10:23 японцы обнаружили "Гермес" и атаковали авианосец противника. Налет проходил в две фазы. Первый эшелон, состоявший из самолетов с авианосцев "Сёкаку" и "Дзуйкаку", сумел добиться более десяти прямых попаданий.

Авианосец начал тонуть. Тогда боевой заход совершили пикировщики с "Акаги" и "Хирю". Самолеты шли над самой водой и лишь перед целью резко набирали высоту 30-40 метров, сбрасывая при этом бомбы. Авианосец пошел на дно, унося с собой капитана и 306 матросов и офицеров экипажа. Кроме авианосца на дно пошли эсминец "Вампайр", корвет "Холлихок" и вспомогательное судно "Этельстоун". Пикировщики с "Сорю", которые немного опоздали к началу налета, уже ничего не обнаружили, поэтому отправились на поиск какой-либо цели. Им удалось обнаружить шедший неподалеку конвой из трех кораблей. Японцы пустили на дно танкер "Бритиш Сержант" и транспорт "Норвикен". Шедшее третьим госпитальное судно "Вита" японцы не тронули. Спустя несколько минут после того, как "Гермес" скрылся в пучине, к месту боя подоспели "Фульмары" из 273-й эскадрильи FAA. Хотя было уже поздно, истребителям удалось сбить три пикировщика, а еще три повредить. Еще восемь "Фульмаров" (803-я и 806-я эскадрильи) перехватили бомбардировщики с "Сорю", которые несмотря на отсутствие истребителей сопровождения оказались серьезным противником. Воды Индийского океана поглотили два английских истребителя и четыре D3A1.

Пока японцы бомбили Трикомали и охотились за "Гермесом", над японскими авианосцами показались девять "Бленхеймов" из 11-й эскадрильи RAF, которые вылетели в 8:20 с аэродрома Рейскорс. Японцы оказались застигнутыми врасплох, но воспользоваться неожиданностью англичанам не удалось. Бомбы, сброшенные с высоты 3000 метров, легли неподалеку от "Акаги" и "Тонэ", не причинив кораблям вреда. На обратном пути англичан перехватили японские истребители, поэтому на аэродром вернулось только три "Бленхейма". Однако эта жертва оказалась ненапрасной. Адмирал Нагумо решил не рисковать и увел эскадру. Опыт боев показал, что самолеты D3A1 оказались великолепными пикировщиками, и до появления у американцев бомбардировщиков "Донтлесс" и "Хеллдайвер" не имели себе равных.

Тут следует сказать, что кроме ударного флота Нагумо, действовала оперативная группа вице- адмирала Озавы, состоявшая из авианосца "Рюдзё", 6 крейсеров и 4 эсминцев. Авианосец имел на борту 15 B5N2 и 12 А6М2. Эскадра занималась исключительно перехватом союзнических конвоев. За один рейд в Индийском океане эскадра потопила 19 судов общим водоизмещением 100000 брутто- тонн.

Очередной целью японского ударного флота стал Порт-Морсби, захват которого открывал возможности занять всю Новую Гвинею, после чего оставался лишь один шаг до высадки в Австралии. Порт-Морсби представлял собой важнейший в районе транспортный узел. Операция получила кодовое название "Мо", руководил ею контр-адмирал Гото. В его распоряжении было три авианосца (5-й дивизион вице-адмирала Такаги: "Сёкаку", "Дзуйкаку", а также малый авианосец "Сёхо"), два тяжелых крейсера, шесть эсминцев и большое число транспортных судов. Первым шагом к захвату Порт-Морсби стал остров Тулаги, на который японцы высадили десант 3 мая 1942 года. Десант прошел без проблем и остров был взят. Но уже на следующий день остров подвергся бомбардировке американскими самолетами, которые базировались на авианосце "Йорктаун". Этот авианосец совершенно неожиданно для японцев прибыл в район по распоряжению адмирала Нимица. Известие о появлении американского авианосца достигло вице-адмирала Такаги с опозданием. 6 мая к "Йорктауну" присоединился второй авианосец -"Лексингтон". В результате американцы сформировали в районе тактический отряд № 17 (TF 17). Обе стороны начали подготовку к первому в истории войн поединку между авианосцами, которое вошло в историю как бой в Коралловом море. Противники старались любой ценой обнаружить друг друга, постоянно прочесывая воздушное пространство. 7 мая 1942 года около 8 часов утра с авианосцев "Сёкаку" и "Дзуйкаку" поднялись 36 D3A1 подполковника Такахаси и капитана Эма, 26 B5N2 капитана Симазаки и капитана Ичичара, а также 18 А6М2 сопровождения. Целью японцев было атаковать обнаруженный незадолго до того авианосец противника в сопровождении крейсера. Когда самолеты были уже в воздухе, выяснилось, что обнаруженные корабли относятся к совсем другим типам, но возвращать самолеты было уже поздно. Когда подполковник Такахаси вышел на цель, выяснилось, что это американский танкер "Неошо" и эсминец "Симе". Такахаси приказал торпедоносцам и истребителям возвращаться на базу, а сам атаковал корабли противника. Эсминец пошел ко дну, а на танкере начался пожар. Американцам удалось сбить один D3A1, который упал на палубу танкера. В результате японцы временно оказались без самолетов, способных атаковать корабли противника. Когда же в воздухе появились американские истребители и пикировщики, японцы оказались захваченными врасплох. Однако основной удар адмирал Флетчер нанес не по "Сёкаку" и "Дзуйкаку", а по вспомогательному авианосцу "Сёхо". Американцы буквально на куски разнесли злосчастный корабль, который тут же затонул.

В 16:30 в тот же день в воздух снова поднялись японские самолеты. Это были 12 D3A1 и 15 B5N2, перед которыми поставили задачу нанести удар по обнаруженному "Лексингтону". Но американцы засекли японские самолеты с помощью радаров и выслали на перехват четыре "Уайлдкета", которые вел капитан Рамси. Вслед за первой четверкой в воздух поднимались все новые и новые истребители. В наступающих сумерках американским истребителям удалось сбить 8 B5N2 и один D3A1. Еще один D3A1 записали на свой счет зенитчики "Лексингтона", когда японский пилот по ошибке попытался приземлиться на палубе американского авианосца. Остальные одиннадцать машин не смогли найти цель и повернули назад. До авианосцев дотянули лишь 6 самолетов, остальные упали в море из-за нехватки бензина. Потеря 21 самолета с опытными экипажами была большим ударом по боеспособности японской эскадры. Но развязка наступила на следующий день.

Утром 8 марта (около 9:00) в воздух поднялись все боеспособные японские самолеты. Это были 33 D3A1, 18 B5N2 и 18 А6М2. Общее командование группой принял на себя подполковник Такахаси. Японские самолеты направились в сторону американских кораблей. В свою очередь с палуб "Лексингтона" и "Йорктауна" взлетели американские самолеты, которые взяли курс в сторону японской эскадры. Первыми на цель вышли летчики подполковника Такахаси. Японцы атаковали американскую эскадру по классической схеме: сначала наносят удар торпедоносцы, а следом за ними, почти одновременно, сбрасывают бомбы пикировщики. Целью японцев был "Лексингтон". Этот корабль накануне получил повреждения, кроме того, у японцев не оставалось сил, чтобы атаковать сразу оба авианосца. Но еще до того, как самолеты успели сбросить торпеды, американским истребителям удалось сбить три "Kate". Первый заход торпедоносцев завершился безрезультатно: три торпеды прошли за кормой, а еще три - вдоль правого борта. Три следующих "Kate" сблизились с кораблем до 650 метров и только тогда пустили торпеды. Две из них достигли цели. Одна попала в центр борта, другая в район носа. В то же время четыре других B5N2 совершили боевой заход на "Йорктаун". Все четыре торпеды прошли мимо, а два торпедоносца были сбиты. Тем временем в бой вступили пикировщики. 14 машин с "Дзуйкаку" атаковало "Йорктаун", а остальные 19 атаковали "Лексингтон". В авианосец попали только две бомбы, но они причинили такие серьезные повреждения, что появилась угроза кораблю. В "Йорктаун" также попали две бомбы, которые вызвали пожар. Палубу авианосца затянул дым. Японские пилоты доложили об уничтожении корабля. В действительности, повреждения оказались не столь серьезными, и их удалось быстро исправить. На этом налет завершился. Уцелевшие самолеты легли на обратный курс. В это время американцы бомбили японские авианосцы. "Сёкаку" получил три попадания бомбами и вышел из боя. Всего японцы потеряли 17 D3A1 (в том числе машину подполковника Такахаси), 13 B5N2 и 4 А6М2. В это число включены самолеты, которые не дотянули до авианосцев из-за нехватки топлива.

3 июня 1942 года произошло сражение, ставшее поворотным пунктом в войне на Тихом океане. На рассвете с авианосцев 1-го и 2-го дивизионов ("Акаги", "Kara", "Сорю" и "Хирю") взлетели 108 самолетов: 36 D3A1, 36 B5N2 и 36 А6М2. Авиагруппу вел капитан Томонага. Японские самолеты направились к небольшому островку в центре Тихого океана - атоллу Мидуэй, на котором располагалась американская авиабаза. На перехват японцев вылетели американские истребители корпуса морской пехоты F-4F "Wildcat" и F-2A "Buffalo", принадлежавшие VMF-221. Однако перехватить противника американцам не удалось. Японские истребители связали боем американские самолеты, а бомбардировщики сбросили свои бомбы на остров. Но результаты налета оказались минимальны. Не удалось вывести из строя ни аэродром на острове, ни поразить другие важные цели. Потери японцев составили два B5N2, один D3A1 и два А6М2. Было решено повторить налет. Тем временем адмирал Нагумо ожидал донесений от высланных раньше на разведку гидросамолетов.

Японцам еще ничего не было известно о том, что к атоллу направляются три американских авианосца. Американской разведке удалось взломать японский шифр и прочесть несколько радиограмм, посвященных операции на Мидуэе. Нагумо ничего не знал о надвигающейся опасности и приказал перевооружить самолеты, находящиеся в резерве, осколочными бомбами и подготовить машины к налету на атолл. Все это время японцы постоянно отражали налеты истребителей и торпедоносцев с Мидуэя. Успешность американских налетов была нулевой, а потери огромными. В 7:28 поступило донесение с гидросамолета с крейсера "Тонэ", который вылетел на полчаса позже остальных разведчиков. Наблюдатель заметил несколько крупных американских кораблей, однако в донесении ничего не говориться об авианосцах. Пилот докладывал: "Отряд противника из пяти крейсеров и пяти эсминцев".

Нагумо приказал снова перевооружить резервные самолеты. На это требовалось время, так как машины уже вывели на летную палубу и их нужно было спустить в ангар. В спешке снятые осколочные бомбы укладывали вдоль бортов ангара, не убирая их в магазин. В 8:20 поступило новое донесение, в котором говорилось, что наряду с уже упоминавшимися кораблями следует авианосец. Вскоре информация была подтверждена, при этом число обнаруженных кораблей увеличилось на два. Нагумо уже не сомневался, что вошел в контакт с главными силами американского флота. Единственное, он не знал о том, что американцы располагают тремя авианосцами ("Хорнет", "Энтерпрайз" и отремонтированный "Йорктаун") и, что с авианосцев уже взлетают самолеты. Около 10:20 японский адмирал приказал поднять в воздух ударную группу, 4to6bi ликвидировать обнаруженный авианосец. Японские авианосцы развернулись против ветра и подготовились к взлету самолетов. В эту минуту американские пикирующие бомбардировщики SBD начали налет. Японцы оказались захваченными врасплох. В течение нескольких минут "Kara", "Акаги" и "Сорю" получили по несколько попаданий и пошли на дно. Самолеты, стоявшие на их палубах, были уничтожены. В распоряжении Нагумо остался лишь один боеспособный авианосец -"Хирю", на котором базировалось 37 готовых к бою машин: 18 D3A1, 9 B5N2 и 10 А6М2. Этих сил явно не хватало для того, чтобы причинить серьезный урон американцам, но приходилось использовать то, что есть.

Самолеты с "Хирю" начали взлет в 11:00. Их целью избрали "Йорктаун". Первыми на цель вышли пикировщики D3A1, которых вел капитан Кобаяси. Большинство было сбито американскими истребителями, к авианосцу прорвалось только семь машин. Из них три оказались сбиты зенитным огнем с "Йорктауна". Японским пилотам удалось добиться трех попаданий. Корабль получил серьезные повреждения, его скорость упала до шести узлов. Но отчаянными усилиями команды спустя час удалось восстановить боеспособность авианосца и поднять скорость до 20 узлов. Но уже в 14:30 операторы радаров "Йорктауна" заметили неопознанные самолеты. Это были 9 "Kate" с "Хирю" и один самолет, успевший взлететь с "Акаги". Отряд вел капитан Томонага. Перед летчиками поставили задачу атаковать первый обнаруженный неповрежденный авианосец. О том, что американцы располагают тремя авианосцами, японцы еще не знали. Томонаге первым попался "Йорктаун". Он разделил свои машины на две группы и повел их в атаку с обоих бортов. На японские самолеты обрушился шквал огня. Первым загорелся сам Томонага. Его сбил лейтенант Чача, командир VF-3, только что взлетевший с "Йорктауна". Томонага все же успел сбросить торпеду, прежде чем его самолет рухнул в воду. Всего в "Йорктаун" попало две торпеды. Авианосец приобрел крен в 26 градусов, что заставило загасить котлы. Экипаж покинул обреченный корабль, а самолеты приземлились на "Хорнет" и "Энтерпрайз". Японцы потеряли пять самолетов, в том числе машину командира группы. Оставшиеся самолеты вернулись на "Хирю", где приступили к их заправке и перевооружению. В этот момент над последним боеспособным авианосцем японской эскадры появились американские пикировщики из VB-3, VB-6 и VB-8. В несколько заходов американцы пустили на дно "Хирю". Так японский императорский флот потерпел свое первое крупное поражение в войне. Кроме авианосцев флот потерял 257 самолетов, из которых только 44 было сбито. Американцы потеряли "Йорктаун" и 148 самолетов.

Одновременно с боем у Мидуэя японцы провели диверсионный налет на Алеутские острова. В нале- те участвовали малые авианосцы "Рюдзё" и "Дзюнё", которые вместе с кораблями сопровождения составляли северную эскадру вице-адмирала Хосогая. Оба авианосца несли 21 B5N2, 24 D3A1 и 32 А6М2. Действия эскадры ограничились налетом на Датч-Харбор. Из-за плохой погоды и активного противодействия американской авиации налет оказался мало результативным. Операцию прекратили 4 июня 1942 года. Потери японцев составили 3 B5N2, 4 D3A1, 3 А6М2, а также один разведывательный гидроплан.

После поражения при Мидуэе потребовалось реорганизовать японский флот. 1-й флот стал называться 3-м флотом и объединять 1-й и 2-й дивизион авианосцев. В состав флота вошло шесть кораблей. 1-й дивизион составляли "Сёкаку", "Дзуйкаку" и "Дзуйхо", а во 2-й дивизион входили "Дзюнё", "Рюдзё" и "Хиё". Шесть названных авианосцев располагали 300 самолетами. Главную ударную силу авиагруппы по-прежнему составляли пикирующие бомбардировщики D3A1, а также бомбардировщики-торпедоносцы B5N2. В августе 1942 года главной задачей флота было взять под контроль Соломоновы острова, но для этого сначала требовалось выбить американцев с Гуадалканала. Операция по захвату острова получила кодовое название "Ка". В операции участвовал ударный отряд вице-адмирала Нагумо, в состав которого входил 1-й дивизион авианосцев ("Сёкаку" и "Дзуйкаку"). В задачу отряда входило прикрытие транспортного флота контр-адмирала Танаки, который должен был доставить подкрепления на Гуадалканал, где шли ожесточенные бои японских сухопутных частей с частями морской пехоты США. Нагумо был должен не только прикрывать десант, но и нейтрализовать авианосцы противника, если бы они появились в зоне действия его эскадры. На "Сёкаку" и "Дзуйкаку" базировалось 147 самолетов, в том числе 54 D3A1 "Val", 36 B5N2 "Kate" и 52 А6М2 "Zero". Кроме того, к операции привлекался малый авианосец "Рюдзё", в задачу которого входило проведение диверсионных операций и нанесение отвлекающих ударов. Дополнительно требовалось, чтобы авианосец уничтожил союзнический аэродром Хендерсон. На "Рюдзё" базировались 23 А6М2 и 9 B5N2. Японской эскадре противостояли три американские авианосца: "Саратога", "Энтерпрайз" и "Уосп". Однако "Уосп" незадолго перед началом операции был отослан на базу для пополнения запасов топлива.

23 августа 1942 года с авианосца "Рюдзё" вылетели самолеты, в задачу которых входило бомбить аэродром Хендерсона. Группа состояла из шести А6М2 прикрытия и шести B5N2. Командовал группой капитан Мураками. Следом за первой группой в воздух поднялось девять А6М2, в задачу которых входила штурмовка аэродрома. Когда японские самолеты подлетали к цели, американцы засекли "Рюдзё". Немедленно с "Саратоги" вылетела ударная группа. Японцы сбросили бомбы и завязали бой со взлетевшими "Уайлдкетами" и Р-400. В бою были сбиты три бомбардировщика и три японских истребителя. Четвертый бомбардировщик, получивший тяжелые повреждения, совершил вынужденное приводнение. Над островом еще кипел бой, когда американская ударная группа вышла на "Рюдзё". Американская ударная группа включала в себя бомбардировщики "Dauntless" и торпедоносцев "Avenger". Авианосец получил три прямых попадания, еще три бомбы взорвались в опасной близости от борта. Корабль еще держался на плаву, когда торпедоносцы сбросили торпеды. В цель попала лишь одна из них, но этого оказалось достаточно. В 20:00 корабль медленно ушел под воду.

Тем временем, главные японские силы, после тщательной разведки, перешли к атаке. Примерно в 15:00 в воздух взлетело 27 D3A1 и 18 истребителей сопровождения. Отрядом командовал подполковник Секи. Часом спустя вылетел второй эшелон, насчитывавший 27 D3A1 и 9 А6М2. Вторую группу вел капитан Такахаси. Торпедоносцы B5N2 остались в резерве. Когда японские самолеты приблизились к авианосцам, выяснилось, что те уже успели поднять в воздух истребители. Американских истребителей было много, но часть из них удалось связать боем. Пикировщики начали налет. Главный удар обрушился на "Энтерпрайз", который атаковало сразу 18 D3A1. Корабль получил три попадания, в результате чего у авианосца заклинило руль, на борту вспыхнул пожар, возник небольшой крен на борт. Ситуацию удалось стабилизировать лишь к 18:30. Счастье улыбнулось американцам, так как самолеты второго эшелона не нашли "Энтерпрайз", который, без сомнения, не смог бы отразить второй налет. Потери японцев были ощутимы. Кроме "Рюдзё" они потеряли 19 D3A1 и 6 А6М2. Следующий поединок у Соломоновых островов состоялся 26 октября 1942 года. В историю этот бой вошел под названием боя у острова Санта-Круз. Накануне, 25 октября передовые части японской армии зацепились за край аэродрома Хендерсона на Гуадалканале. Штурмовые части 17-й армии доложили, что уже захватили взлетные полосы. Это не соответствовало действительности и повлекло серьезные последствия. Захват аэродрома был сигналом к началу следующей фазы операции. Японский флот у острова состоял из трех частей. Отряд контр-адмирала Абе (два линкора, четыре крейсера и семь эсминцев) составлял передовой заслон флота, 1-й дивизион авианосцев вице-адмирала Нагумо ("Сёкаку", "Дзуйкаку" и "Дзуйхо") и отряд поддержки вице-адмирала Кондо (2-й дивизион авианосцев - "Дзюнё", два линкора, пять крейсеров и одиннадцать эсминцев). Американцы располагали двумя авианосцами ("Хорнет" и "Энтерпрайз"), контр-адмирала Кинкейда, а также отрядом прикрытия (64-я тактическая группа контр-адмирала Ли), состоявший из линкора "Вашингтон", трех крейсеров и пяти эсминцев. Подойдя к Гуадалканалу, японская эскадра оказалась в зоне досягаемости американских разведывательных самолетов. Первым был обнаружен отряд поддержки, вскоре американцы определили местоположение передового отряда. С "Энтерпрайза" в воздух вылетело 11 "Dauntless", в задачу которых входило определить точное нахождение противника. Все самолеты несли бомбы. Но в этот день боевого соприкосновения не произошло. Американские самолеты не нашли японских кораблей. 26 октября на разведку вылетели самолеты VS-10 и VB-10. Разведку вели и японцы. Некоторые "Донтлессы" столкнулись в воздухе с японскими самолетами и завязали поединки. Несколько самолетов заметило авианосец, который был идентифицирован как "Сёкаку". Два самолета сумели сбросить бомбы на корабль, который в действительности был малым авианосцем "Дзуйхо". Обе бомбы попали в цель и "Дзуйхо" потерял боеспособность. В то время как два американских самолета сбрасывали бомбы, с палуб японских авианосцев поднимались самолеты, которые должны были нанести удар по эскадре адмирала Кинкейда. В 7:10 в воздухе было уже 21 D3A1, 22 B5N2 и 21 А6М2. В воздухе также находился ведущий самолет D4Y1-C "Judy". Следом предполагало отправить второй эшелон, но вылет самолетов задержался из-за налета на "Дзуйхо". Последние самолеты поднялись в воздух в 8:00. С палубы "Сёкаку" вылетело 20 D3A1 и 5 А6М2, а с "Дзуйкаку" стартовали 17 B5N2 и 4 А6М2. В 9:05 с авианосца "Дзюнё" поднялись 17 D3A1 и 12 А6М2. Всего против кораблей адмирала Кинкейда вылетело 138 самолетов, в том числе 57 D3A1, 39 торпедоносцев B5N2 и 42 истребителя А6М2. В это же время с американских авианосцев взлетели бомбардировщики SBD-3 ёи торпедоносцы TBF-1. Однако американский авиаотряд был в половину меньше и насчитывал вместе с истребителями прикрытия только 73 машины.

В 9:10 японские самолеты атаковали американскую эскадру, несмотря на противодействие со стороны истребителей F-4F и корабельной зенитной артиллерии. Целью японцев стал "Хорнет". Первыми ударили пикировщики, затем сбросили торпеды торпедоносцы. Шестерка D3A1 с "Дзуйкаку" добилась трех прямых попаданий, потеряв при этом три самолета. Следующие шесть самолетов с "Сёкаку" промахнулись, но один из них был сбит и рухнул в районе боевой рубки авианосца, причинив кораблю новые повреждения. В этот же момент в атаку перешли торпедоносцы с "Сёкаку". Несмотря на стену огня и кружащие в воздухе истребители, торпедоносцы прорвались и добились двух попаданий. Одна торпеда попала в центр борта, другая - в корму. "Хорнет" вышел из боя, команда пыталась удержать корабль на плаву. Победа дорого обошлась японцам, было сбито 24 самолета: 10 B5N2,11 D3A1 и 3 А6М2. Еще 14 машин получили серьезные повреждения и не дотянули до авианосцев. Всего из 138 машин первого эшелона японцы потеряли 38 самолетов.

Тем временем в атаку перешли самолеты второго эшелона. Их целью стал "Энтерпрайз". Пикировщики сумели точно положить две бомбы, причем повреждения от них оказались менее опасными, чем в случае с "Хорнетом". Возникшие пожары быстро ликвидировали аварийные команды. В 10:30 торпедоносцы второго эшелона атаковали горящий "Хорнет". Эти самолеты вылетели позже всех с "Дзуйкаку" и прибыли на место, когда американский авианосец уже был окутан клубами дыма. Видя это, командир группы торпедоносцев приказал перенести атаку на "Энтерпрайз", но все торпеды прошли мимо авианосца, которым отчаянно маневрировал капитан корабля, командор Хардисон. Часть японских самолетов была сбита. Затем атаку начали пикировщики с "Дзунье". Как и торпедоносцы, они не стали добивать горящий "Хорнет", а атаковали "Энтерпрайз". Лишь одна бомба упала в опасной близости от борта, остальные прошли мимо. Остальные пикировщики с "Дзунье" атаковали другие корабли эскадры. По одному попаданию получили линкор "Южная Дакота" и крейсер "Сан-Хуан", но это не сильно сказалось на боеспособности кораблей.

Во второй половине дня японцы повторили налет, имея целью добить "Хорнет". С "Дзюнё" и "Дзуйкаку" вылетело 14 B5N2, несущих 800-кг бомбы, а также 2 D3A1 и 13 А6М2. Налет начался в 15:40. Только одна бомба попала в цель, но этого оказалось достаточно. Капитан авианосца, командор Мэнсон приказал команде покинуть корабль. Горящий авианосец еще долго держался на плаву и ушел под воду лишь поздней ночью. Бой закончился. Японцы потеряли 95 самолетов и имели два поврежденных авианосца: "Сёкаку" и "Дзуйхо". Американцы потеряли "Хорнет".

Битва при Санта-Крузе стала последней операцией, в которой участвовали D3A1. Вскоре в боевые части стала поступать новая модификация этого самолета D3A2 Model 22, однако в начале 1943 года этот самолет уже окончательно устарел. Большинство пикировщиков этого типа базировалось на сухопутных аэродромах, а роль палубного пикировщика стал исполнять D4Y "Judy". Лишь несколько D3A2 осталось в составе авиагрупп на малых авианосцах. B5N2 также уступили место новому самолету, которым стал Nakajima B6N "Tenzan". Оставшиеся B5N2 также перевели в части, базирующиеся на суше. Но на этом карьера обоих типов самолетов не закончилась.

В первых числах февраля 1943 года началась эвакуация японских войск с Гуадалканала.

Прикрывали отступление самолеты с авианосцев 1-го дивизиона, действуя с наземного аэродрома. На Соломоновых островах американцы держали крупные силы авиации, в задачу которых входило прикрывать морские конвои. Лишь по возможности американские самолеты наносили удары по японцам. Но этими возможностями американцы пользовались по полной программе. Перегруженные пехотой японские транспорты то и дело получали прямое попадание бомбой или обстреливались из пулеметов. Японцы не оставались в долгу. Уже 1 февраля 1943 года 15 D3A2 из 582-го кокутая атаковали американские корабли в районе острова Саво. Японцам удалось отправить на дно эсминец "Де Хевен", потеряв при этом пять пикировщиков. Следующий налет японцы провели через три дня. В налете участвовали 10 D3A2 из той же части. На этот раз японцы потеряли шесть машин, а результат налета оказался минимальным. 8 февраля 1943 года эвакуация японских войск с Гуадалканала была закончена.

Оставив Гуадалканал, японцы не собирались переходить в глухую оборону. 1 апреля началась операция "Иго", которая охватила Соломоновы острова и Новую Гвинею. Поддержку с воздуха обеспечивали самолеты 21-го и 26-го кокусентаев, базировавшиеся в Рабауле, а также самолеты из авиагруппы 1 -го и 2-го дивизиона авианосцев (в том числе 65 D3A2 и 5 B5N2). 7 апреля группа из 67 D5A2 из 582-го кокутая, а также с авианосцев "Дзюнё" и "Дзуйкаку" совершила налет на аэродромы Рассел и Тулаги, а также перехватила конвой, шедший восточнее Гуадалканала. Самолеты действовали в трех группах, каждая группа имела свою цель. Истребительное прикрытие состояло из 157 А6М2. Несмотря на сильное сопротивление со стороны противника, группа, шедшая на Тулаги, достигла цели и нанесла удар по порту, в котором находилось под заправкой несколько транспортных судов и небольших кораблей. Удалось потопить эсминец, новозеландский корвет, а также серьезно повредить танкер "Канахава". Дым горящего топлива затянул всю акваторию порта и не дал остальным бомбардировщикам прицельно сбросить бомбы. В районе порта японцы потеряли девять D3A2 и 12 истребителей. Американцы потеряли семь самолетов. Вернувшись в Рабаул, японские летчики доложили об уничтожении по меньшей мере 26 кораблей противника (в том числе крейсера) и 41 самолета! Это была чистейшей воды фикция. Тем не менее, налет можно признать успешным. 11 апреля японцы совершили новый налет. В налете участвовал 21 D3A2 и 71 истребитель. Атаке подвергся конвой в заливе Оро на Новой Гвинее. Потеряв четыре пикировщика и два истребителя, японцы потопили два транспорта. Последней операцией с участием D3A2 в рамках плана "И-го" стал налет 14 апреля, когда 44 D3A2 и 75 G4M1 "Betty" в сопровождении 129 А6М2 совершили налет на залив Милна. Но в этот день в заливе почти не было кораблей, удалось потопить только один транспорт. К счастью, американских истребителей в том районе также не оказалось. На этом участие морской авиации в операции "И-го" завершилось. Но это не означало, что японцы отказались от налетов. 16 июня 24 D3A2 из 582-го кокутая, дислоцированного в Рабауле, совершили налет на Лунга-Пинт. Пикировщикам удалось потопить один транспорт, и серьезно повредить два других судна. Однако победа оказалась пирровой, японцы потеряли 13 D3A2 и 15 истребителей.

30 июня самолеты из Рабаула совершили еще несколько налетов на плацдармы, захваченные американцами в Новой Джорджии и Рендове. После полудня отряд из 8 D3A2 и 24 G4M1 попытались нанести удар по кораблям, прикрывавшим десант, однако не смогли обнаружить противника. На обратном пути японцев перехватили американские истребители, сбив 1 D3A2 и несколько G4M1. 15 августа американская морская пехота высадилась на острове Велла-Лавелла. Японцы немедленно обрушили на плацдарм почти всю ударную мощь 21-го кокусентая. Американцы прикрывали десант с воздуха самолетами, базирующимися в Гуадалканале. Уже в 8:00 плацдарм атаковало несколько D3A2 из 582-го кокутая, однако налет не принес ожидаемых результатов. Затем атаковали B5N2, далее последовала новая волна D3A2, а также истребители А6М2. Несмотря на все усилия японской стороны сбросить десант в море не удалось. Выгрузка живой силы и техники продолжалась непрерывно. В налетах японцы потеряли восемь D3A2, два B5N2 и не менее восьми А6М2 в результате действий американской истребительной авиации и зенитной артиллерии. Вечером американцы провели налет на аэродром Бунин, где на земле уничтожили два D3A2 и 8 А6М2. Снятые с авианосцев D3A2 и B5N2 поступили в части, дислоцированные в Рабауле. В период с 28 сентября по 1 октября туда прибыло еще 157 самолетов, снятых с авианосцев 1-го дивизиона. Среди них было 45 D3A2 и 40 B5N2. Это пополнение предполагалось использовать в операции "Ро-Го". Операция "Ро-Го", разработанная штабом адмиралтейства, должна была стать удачным повторением "Иго". Началась операция 15 октября 1943 года налетом 15 D3A2 и 39 А6М2 на союзнический конвой в заливе Оро. Однако союзники перехватили японцев и буквально перестреляли все самолеты. На базу вернулся только один D3A2. 17 октября японцы провели новый налет, на этот раз на Финшхафен. На этот раз потери были меньше, но результат по-прежнему нулевой.

1 ноября американцы высадили десант на западном побережье Бугенвилля. Японцы немедленно приступили к бомбардировке плацдарма. К налетам привлекли 16 D3A2, 9 B5N2 и 27 А6М2. Налет не причинил американцам большого ущерба, а на базу не вернулось 27 истребителей и 8 бомбардировщиков. Союзники все приближались к японской базе. Теперь она находилась в радиусе действия тяжелых бомбардировщиков В-24, не говоря уже о палубной авиации авианосцев "Саратога" и "Принстон". 5 ноября американцы провели первый массированный налет на Рабаул. В первом эшелоне летели самолеты с упомянутых выше кораблей. На следующий день налет повторили силами 5-го воздушного флота. Вечером 5 ноября 18 B5N2, вооруженных торпедами, вылетели в направлении американской эскадры. Те немногие экипажи, что сумели вернуться в Рабаул, доложили о потоплении "Саратоги" и повреждении "Принстона". Но это было неправдой, американские авианосцы не получили ни одного повреждения. Обеспокоенные американцы решили повторить налет на Рабаул. К операции привлекли самолеты со сразу пяти авианосцев: "Саратога", "Принстон", "Банкер Хилл", "Эссекс" и "Индепенденс". В первых налетах инициативу в своих руках удержали японцы, которые воспользовались принципом "лучшая оборона -это нападение". В сторону американской эскадры вылетели 27 D3A2 и D4Y1, 14 B5N2 и дюжина G4M. Истребительное прикрытие обеспечивало около 70 "Зеро". Все самолеты, вылетевшие из Рабаула, были из состава 1-го дивизиона авианосцев и 25-го кокусентая. Однако американцы рассеяли японский отряд еще на подлете к цели. Отдельные прорвавшиеся машины не смогли нанести противнику заметного ущерба. В Рабаул не вернулись все B5N2, 17 D3A2, два D4Y1 и несколько G4M. Японцы потеряли за месяц около 70% самолетов, дислоцированных в Рабауле.

Одной из последних операций, в которых участвовал торпедоносец B5N2, стал налет на американский авианосец "Интрепид" у острова Трук. Семь B5N2 из торпедной эскадрильи "Сёкаку" (в то время базировавшейся на острове Трук) в сумерках, держась над самой поверхностью воды (что позволило избежать обнаружения радаром), сумели выйти к американской эскадре. Одна торпеда поразила авианосец, хотя серьезного ущерба кораблю не причинила. К удивлению, все семь "Kate" сумели вернуться на базу.

Последняя большая битва авианосцев Второй Мировой войны произошла в рамках операции "А-го". 15 июня 1944 года восстановленный авианосный флот Японии выдвинулся в сторону Марианских островов. Флот состоял из девяти авианосцев, объединенных в три дивизиона. 1-й дивизион "Тайхо", "Сёкаку" и "Дзуйкаку", 2-й дивизион "Дзюнё", "Хиё" и "Рюхо", 3-й дивизион "Читозе", "Чиёда" и "Дзуйхо". Эскадра располагала 439 самолетами. В большинстве своем это были новые машины, лишь на "Дзюнё" и "Хиё" имелось 36 D3A2 из 652-го кокутая. Как мы знаем, результат боя между японским Кидо-Кантай и американской тактической группой 58 закончился для японцев трагически. Почти все самолеты были сбиты, а три авианосца пошли на дно, в том числе новейший "Тайхо". Самолеты D3A2 практически не оказали никакого влияния на ход боя, поскольку были сбиты американскими истребителями еще на подходе. Уровень подготовки японских пилотов в то время уже оставлял желать много лучшего. Пикировщики сбрасывали бомбы не из пике, а с горизонтального полета, что резко ухудшало точность бомбометания. Такая ситуация сохранилась до конца войны. 24 июня двенадцать торпедоносцев B5N2 попыталось атаковать американский эскортный авианосец. Все самолеты были сбиты еще до того, как им удалось сбросить торпеды. Этот налет стал лебединой песней самолета. Оставшиеся машины D3 А и B5N вывели из состава боевых частей и передали в учебные части. Некоторые "Kate" использовались для патрулирования. Но в истории самолетов есть еще один боевой эпизод. Во время боев за Окинаву в марте-апреле 1945 года машины использовали в качестве самолетов-камикадзе.

Малоизвестным остается применение B5N2 в боях с советскими войсками в августе 1945 года. На северной границе дислоцировался 553-й кокутай, который патрулировал водное пространство между Алеутами и Хоккайдо. Часть была оснащена новыми Nakajima B6N "Tenzan" (13 машин) и старыми B5N2 (21 машина). Кроме того, на Курильских островах находилось несколько B5N2 из хокуто-кокутай. 10 августа 1945 года четыре "Kate" атаковали цели на Камчатке.

18 августа 1945 года четырем B5N2 из хокуто-кокутай удалось потопить советский тральщик. Это была последняя операция B5N во Второй Мировой войне.