41年太平洋战争爆发，虽然零战当时已为现役机种，但是日本中小型航舰的飞行甲板长度不足加上机库容量限制，新型机主要以重航舰优先换装，「龙骧」和「凤翔」等仍将九六式作为空战主力。1941年12月8日，9架九六式和13架九七舰攻从航空母舰龙骧号起飞空袭菲律宾棉兰老岛，一架九六式被防空炮火击落，除此之外，当时驻守在马绍尔群岛的日军基地依然是九六式，1942年2月1日，美国航空母舰企业号和约克城号派出飞机空袭马绍尔群岛的洛特岛，日军千岁航空队的九六式起飞后与美军F4F野猫展开空战，九六式虽可以轻易占据野猫后方有利位置