Il 18 marzo l"Atago", accompagnato dall"Arashi", lasciò l'ancoraggio e si portò tra il 21 e il 22 a Tarakan e poi Balikpapan in Borneo, fece quindi tappa a Makassar e infine il 27 giunse a Singapore; proseguì dunque per Penang, dove rimase sino al 4 aprile. Richiamato indietro, sostò il 10 e 11 aprile alla baia di Cam Ranh e infine il 17 si fermò a Yokosuka. Il giorno successivo, assieme al "Takao" e al "Maya", salpò urgentemente per tentare l'intercettazione delle Task force 16 e 18, le quali avevano appena condotto un improvviso raid su Tokyo: tuttavia non fu stabilito alcun contatto e il 22 tornarono indietro. L"Atago" fu oggetto di revisione e ricevette inoltre otto cannoni contraerei Type 89 da 127 mm L/45 in quattro installazioni binate, che andarono a sostituire i meno prestanti pezzi Type 10 da 120 mm: le nuove armi furono sistemate a mezzanave, quattro per fiancata. Il 22 maggio i lavori furono completati e l'incrociatore si fermò il 25 maggio a Hashirajima, dove andava concentrandosi il grosso delle forze riunite dall'ammiraglio Isoroku Yamamoto per occupare l'atollo di Midway, effettuare diversioni nelle isole Aleutine e attirare in una battaglia finale le ultime portaerei statunitensi. Per l'occasione la 4ª Divisione incrociatori fu divisa in due: l"Atago" e il "Chokai" (ammiraglia) confluirono nella 2ª Flotta del viceammiraglio Kondō, incaricata di scortare il convoglio d'invasione per Midway; il "Takao" e il "Maya" passarono invece alla 5ª Flotta del viceammiraglio Boshirō Hosogaya, destinata a operare nelle Aleutine. L"Atago" rimase comunque troppo lontano dagli avvenimenti della battaglia per avervi qualche parte e il 14 giugno rientrò a Hashirajima con le altre navi.