轮前往东南亚日军佔领区，晚上7点半，大洋丸驶出宇品港。5月6日，船进入山口县下关港补给煤炭和水，而在这一天，日军攻陷菲律宾的科雷希多岛，美军驻菲律宾部队投降。5月7日，大洋丸等船团开往菲律宾。5月8日晚上7点35分，在东中国海男女群岛附近（），大洋丸遭遇美军潜伏在该海域的潜舰攻击，发射4枚鱼雷，命中3枚，大洋丸爆炸起火，在8点40分沉没；八田与一逃生不及罹难。6月10日，在一个月后，日本山口县萩市的渔船「第二睦丸」（安藤晃）在海上寻获八田遗体；于荻市火化后，骨灰由赴日善后的白木原技师在6月21日护送回台湾。