یاماگوچی در حمله به پرل هاربر نیز خدمت کرد. او بعداً در نبرد میدوی شرکت کرد، جایی که بعد از شکست ناوگان در اختیارش و همچنین بخاطر حملات هوایی آمریکا که خسارات بسیار شدیدی به مواضع ژاپنی ها وارد کرد ، تصمیم گرفت همراه با ناو هواپیمابر (Hiryū) که در طول نبرد آسیب فروانی دیده بود ، غرق بشود.