Chiyoda hampir selalu ada dimana pun kakaknya berada. Mulai sejak masa Perang Tiongkok-Jepang Kedua sampai dengan Pertempuran Midway, mereka berdua selalu bertandem. Ia hanya dua kali tidak beroperasi bersama dengan Chitose. Pertama, pada saat invasi ke Hindia Belanda dan Papua Nugini (1942) karena ia masih harus menjalani latihan bersama di daratan utama. Kedua, pada saat operasi di Kepulauan Kiska dimana Chiyoda harus membantu Akitsushima. Setelah kekalahan di Midway yang menurunkan kekuatan tempur udara Kekaisaran Jepang di front Pasifik, Chitose dan Chiyoda mengalami konversi untuk menjadi kapal induk ringan.