Ōi dikonversi menjadi kapal penjelajah torpedo pada tanggal 25 Agustus 1941. Saat Perang Pasifik pecah, ia menjadi pengawal dari Armada Gabungan. Ia juga terlibat dalam Pertempuran Midway. Setelah itu, ia dikonversi lagi menjadi kapal transport cepat pada Agustus 1942 bersamaan dengan . Ōi juga terlibat dalam operasi di Samudra Hindia.