任务，主要以侦查及训练为主。由于战场逐渐扩张，零式水上观测机作为海军主力的水上侦察机佈署在各水上飞机基地和军舰上；尤其在南太平洋战场，基础建设匮乏的日军需要大量水上飞机协助作战。1942年4月，4架零式水观共同击沉美国海军的PT-34鱼雷快艇。瓜达尔卡纳尔海战期间，由中将指挥的运输船队，在进行「老鼠运输」（盟军称东京快车）时，零式水观也对运输船队提供侦察和掩护，对此，田中赖三给予零式水观很好的评价。零式水观甚至与二式水上战斗机一同出击争夺制空权，或是用于反潜，巡逻和运输等工作。但在1943年日军战线收缩