למוסאשי הייתה חגורת שריון בעובי 419 מ"מ בקו המים, ומתחתיה פס שריון בעובי של 200–270 מ"מ שהגן על מחסני התחמושת ועל חדרי המכונות. על הסיפונים הגנו לוחות שריון בעובי של 200–230 מ"מ, ועל צריחי התותחים הותקנו לוחות שריון בעובי 650 מ"מ מלפנים, 250 מ"מ בצדדים, ו-270 מ"מ על הגג. שריון בעובי 500 מ"מ הגן על צדדי התורן הראשי של האונייה, ושריון בעובי 200 מ"מ הגן על הגג. כמו כן, מתחת למחסני התחמושת הותקן שריון בעובי 50–80 מ"מ, שנועדו להגן מנזק ממוקשים ימיים. כדי לאפשר לצוות בקרת הנזקים של האונייה להציף מדורים שונים בעת חרום, נבנו במוסאשי 1147 מדור אטומי מים.
מטוסים.
זוג מעוטים בסיפון האחרה ומנוף במשקל שישה טון איפשרו למוסאשי לשגר ולקלוט עד שבעה מטוסים ימיים, בעיקר מדגמים מיצובישי F1M ואאיצ'י E13A.
מערכות גילוי וירי.
למוסאשי היו תשעה מגלי מרחק, על כל אחד מצריחי הסוללה הראשית וסוללות ה-155 מ"מ, בחרטום ובירכתי האונייה. כמו כן, מערכות בקרת ירי שלטה באש הסוללות הראשיות ומשניות, ומערכות נפרדות שלטו בתותחי הנ"מ.
עם בנייתה, נמצא בחרטום האונייה הידרופון, אך ניתן היה להשתמש בו רק במהירות הפלגה נמוכה מאוד. בספטמבר 1942 נוסף לאוניה מכ"ם גילוי אווירי, ושני מכ"מי גילוי ימי הותקנו ביולי 1943. במהלך סדרת השיפוצים של אפריל 1944 הותקן מכ"ם גילוי אווירי מדגם מתקדם יותר.
שירות.
מוסאשי נכנסה לשירות פעיל בצי הקיסרי היפני ב-5 באוגוסט 1942 והצטרפה לפלגת אוניות המערכה הראשונה, עם יאמטו, נאגטו ומוצו. בספטמבר הפליגה מוסאשי למספנת הצי בקורה, שם החלה התקנת סוללת התותחים המשנית ומכ"ם הגילוי האווירי, שנמשכה עד סוף החודש, ועד סוף השנה עסקה האונייה באימונים.
ב-15 בינואר 1943 הצטרפה מוסאשי לצי היפני המשולב, בפיקודו של אדמירל איסורוקו יממוטו, ומיד הפליגה לבסיס הצי היפני בלגונת טרוק. ב-1 בפברואר החליפה את אוניית-האחות שלה יאמטו, והייתה לאוניית הדגל של הצי המשולב. ב-3 באפריל השאיר יממוטו את מוסאשי בטרוק וטס למפקדה האזורית היפנית ברבאול שבבריטניה החדשה כדי לפקד על מבצע אי-גו, מתקפת-נגד אווירית שערכו מטוסי הצי הקיסרי כנגד כוחות בעלות הברית באיי שלמה. מפענחי הצפנים של בעלות הברית יירטו את התשדורות של יממוטו, והציבו לו מארב אווירי. ב-18 באפריל, לאחר שהמריא מרבאול לכיוון בוגנוויל, הפילו מטוסי P-38 לייטנינג את מטוסו של יממוטו במסגרת מבצע נקם והביאו למותו. ב-23 באפריל נשלח אפרו למוסאשי, שם נשמר בתאו שעל האונייה.
ב-17 במאי יצאה מוסאשי כחלק מכוח משימה שכלל נושאת מטוסים, שתי סיירות כבדות ותשע משחתות לצפון האוקיינוס השקט, בתגובה להתקפת הצי האמריקני על הבסיס היפני באי אטו. כוח המשימה לא הצליח ליצור מגע עם האויב ושב לקורה ב-23 במאי. האמריקנים תקפו את אטו פעם נוספת, אך לפני שהספיק כוח המשימה להגיע לאי כבשו אותו האמריקנים, וכוח המשימה שב ליפן פעם נוספת. ב-9 ביוני נטל קפטן קייזו קומורה את הפיקוד על מוסאשי, ולאחר התקנת מערכת מכ"ם הפליגה האונייה לטרוק, לשם הגיעה בראשית אוגוסט.
באמצע חודש אוקטובר, בתגובה להתרעות על התקפה אמריקנית מתוכננת על האי וייק, יצאה מוסאשי בראש כוח משימה שכלל שלוש נושאות מטוסים, שש אוניות מערכה, ו-11 סיירות, אך לא הצליחה לאתר את האויב ושבה לטרוק ב-26 באוקטובר, שם עגנה למשך שארית שנת 1943. ב-7 בדצמבר התמנה קפטן בונג'י אסקורה למפקד האונייה.
בפברואר הובילה מוסאשי נחתים לפלאו, ועגנה שם למשך חודש. ב-29 במרץ עזבה מוסאשי את פלאו, ובדרכה איתרה אותה הצוללת האמריקנית "טאני", ששגירה לעברה שישה טורפדו. רק טורפדו אחד פגע במוסאשי, אך הוא פער חור בקוטר 5.8 מטרים סמוך לחרטום שגרם להצפתה ב-3,000 טון מי ים. לאחר תיקונים ארעיים בלב ים, הפליגה מוסאשי לקורה, לשם הגיעה ב-3 באפריל, ועברה תיקונים. תותחי נ"מ נוספים הותקנו על האונייה, וכן מערכת מכ"ם חדשה, ומסילות להטלת פצצות עומק.
במאי 1944 הפליגה מוסאשי לאי טאווי-טאווי, השוכן מערבית לאי מינדנאו שבפיליפינים. שם הצטרפה עם יאמטו לצי הראשון, תחת פיקודו של תת-אדמירל ג'יסאבורו אוזאווה. ב-10 ביוני הפליגו אוניות המערכה לבאצ'אן כהכנה להתקפה על הכוחות האמריקנים בגינאה החדשה, אך יומיים לאחר מכן פנה כוח המשימה לאי סאיפאן, בתגובה לנחיתת האמריקנים באי. ב-16 ביוני חברו אוניות המערכה לצי השני של טקאו קוריטה, והמשיכו מזרחה לאיי מריאנה. בקרב ים הפיליפינים, על אף שמוסאשי לא נפגעה כלל, נחל הצי הקיסרי תבוסה ובסופו שב הצי השני ליפן. ב-8 ביולי הובילו מוסאשי ויאמטו את חיילי רגימנט הרגלים ה-106 של הצבא היפני הקיסרי לאי לינגה שבאינדונזיה.
קרב מפרץ לייטה.
ב-12 באוגוסט נטל קפטן טושיהירה אינוגוצ'י את הפיקוד על מוסאשי, ושבוע לאחר מכן היא הפליגה לבורנאו שם הצטרפה לשאר כוחות הצי בהכנה למבצע "שוֹ 1" (Shō ichigō sakusen 捷１号作戦), שכלל מבצע ימי רחב היקף כנגד הכוחות האמריקנים שנחתו זמן קצר לפני כן באי הפיליפיני לייטה. בתוכנית המבצע נקבע ש"הכוח הצפוני," בפיקודו של אוזאווה, ישמש כפיתיון שתפקידו למשוך את עיקר הכוחות האמריקנים הרחק מלייטה. כוח זה הורכב ממספר נושאות מטוסים קלות, אך עם מעט מטוסים על סיפוניהן ועם מעט אנשי צוות מיומנים. בעוד הכוח האמריקני באזור לייטה יצא לכיוון הכוח הצפוני, יתקדם "כוח המהלומה הראשון" המורכב משני כוחות משימה, לכיוון האזור מכיוון מערב: "הכוח הדרומי," בפיקודו של תת-אדמירל שוג'י נישימורה, יכה באזור הנחיתה דרך מצר סוריגאו, ובאותו זמן, יעבור "הכוח המרכזי" החזק יותר, בפיקודו של טקאו קוריטה, במצר סן ברנרדינו אל ים הפיליפינים, ואז יפנה דרומה לכיוון אזור הנחיתה. מוסאשי הייתה חלק מהכוח המרכזי של קוריטה, שעזב את ברוניי לפיליפינים ב-22 באוקטובר.
ביום המחרת טיבעו הצוללות האמריקניות "דייס" (USS Dace) ו"דרטר" (USS Darter) באמצעות טורפדו את הסיירות הכבדות היפניות "מאיה" ו"אטאגו" ליד האי פלאוואן, והסבו נזק כבד לסיירת הכבדה "טקאו". המשחתת אקישימו אספה 769 ניצולים והעבירה אותם למוסאשי. בבוקר ה-24 באוקטובר חלף כוח המשימה בים סיבויאן, ושם התגלה על ידי מטוסי סיור אמריקנים. כשעתיים לאחר מכן תקפו שמונה מפציצי צלילה SB2C הלדייבר מנושאת המטוסים אינטרפיד את אוניות המערכה. פצצה במשקל 230 קילוגרם נחתה על צריח התותח הקדמי, אך לא הצליח לחדור את הגג. שתי דקות לאחר מכן, ב-10:29, פגע טורפדו ששיגר מפציץ טורפדו TBF אוונג'ר באמצע צידה הימני של מוסאשי, וכ-3,000 טון מי ים הציפו את האונייה. כתוצאה מההצפה נטתה האונייה ב-5.5 מעלות לצד ימין, אך הצפת מדורים בצידה השני של האונייה תיקנו את הנטייה למעלה אחת בלבד.
בשעה 12:03 תקפו שמונה מפציצי הלדייבר נוספים את מוסאשי. פצצה אחת פגעה בסיפון אך לא התפוצצה; פצצה נוספת פגעה בסיפון השמאלי, וחדרה דרך שני סיפונים לפני שהתפוצצה מעל אחד מחדרי המכונות. רסיסים קרעו צינור קיטור בחדר המכונות ואנשי הצוות נאלצו לנטוש אותו ואת חדר הדוודים הצמוד אליו. אובדן הכוח הביא לעצירת אחד המדחפים, ומהירות האונייה ירדה ל-22 קשרים (41 קמ"ש). שלוש דקות לאחר מכן תקפו תשעה מפציצי אוונג'ר נוספים את מוסאשי משני צדדיה, ופגעו בה שלוש פעמים בצידה השמאלי. הטורפדו הראשון פגע לצד צריח התותח הקדמי, השני הרס את המיכון ההידראולי שהזין את התותח, והשלישי הציף חדר מכונות נוסף. פעם נוספת תיקנו הצפות נגדיות את נטיית האונייה, אך בעקבות ההצפות צנח החרטום ב-1.8 מטרים. במהלך הקרב, בעודה מנסה להדוף את מפציצי האויב באמצעות אש נ"מ מתותחיה הראשיים, התפוצץ פגז בתוך קנה התותח והוציא את מנגנון הצידוד מכלל פעולה.
בשעה 13:31 הותקפה מוסאשי בפעם השלישית, הפעם על ידי 29 מטוסים מנושאות המטוסים אסקס ולקסינגטון. בעוד שני מטוסי קרב F-6F הלקט ירו במקלעיהם על סיפוני האונייה, הטילו מפציצי הלדייבר את פצצותיהם ושתיים מהן פגעו בסמוך לדופן ימין, באמצע גוף האונייה וליד הסוללה הראשית האחורית. במקביל תקפו שישה מפציצי אוונג'ר משני כיוונים, ופגעו במוסאשי עם ארבעה טורפדו, הראשון שבהם חדר לחרטום האונייה וגרם למותם של רבים מאנשי הצוות ולהצפות נוספות. בשלב זה נטתה מוסאשי מעלה אחת לימין, חרטומה צנח ארבעה מטרים מגובהו המקורי, ומהירותה ירדה ל-20 קשרים (37 קמ"ש).
בשעה 15:15 תקפו תשעה מפציצי הלדייבר מאנטרפרייז את מוסאשי, וארבע פצצות חודרות שריון במשקל 450 קילוגרם פגעו בה, מהן שלוש בחרטומה. באותו זמן פגעו במוסאשי שלושה טורפדו נוספים ששיגרו מפציצי אוונג'ר, וקרעו את חרטומה מעליה. אף על פי כן המשיכה מוסאשי להפליג, אך מהירותה ירדה ל-13 קשרים בלבד (24 קמ"ש). בשעה 15:25 תקפו את מוסאשי 37 מטוסים מאיטנרפיד, מפרנקלין ומנושאת המטוסים הקלה "קאבוט", ופגעו בה עם 10 פצצות ותשעה טורפדו. מהירותה צנחה לשישה קשרים (11 קמ"ש), ההגה יצא מכלל פעולה, והיא שייטה במעגלים. הצפות יזומות תיקנו את הנטייה החריפה לשש מעלות לשמאל. בסך הכל ספגה מוסאשי פגיעת 17 פצצות ועשרים טורפדו.