Os navios participaram de praticamente todas as grandes operações navais japonesas na Segunda Guerra Mundial No início do conflito, estiveram presentes no Ataque a Pearl Harbor, em um ataque contra o Oceano Índico e na Batalha do Mar de Coral; nesta última, o "Shōkaku" foi seriamente danificado e o "Zuikaku" perdeu a maioria de suas aeronaves, assim ambos ficaram de fora da Batalha de Midway. Depois disso participaram da Campanha de Guadalcanal e passaram a maior parte de 1943 navegando entre bases. O "Shōkaku" foi afundado em junho de 1944 depois de ser torpedeado na Batalha do Mar das Filipinas, enquanto o "Zuikaku" foi afundado em outubro na Batalha do Golfo de Leyte.