Dopo due settimane trascorse nelle acque indonesiane, il "Nenohi" intraprese il viaggio di ritorno in Giappone che durò dal 16 al 25 marzo, giorno nel quale fu sistemato in bacino di carenaggio a Sasebo per manutenzione: durante i lavori il comando passò al capitano di corvetta Saburō Terauchi (20 aprile). Il 29 maggio, di nuovo operativo, il "Nenohi" seguì l'incrociatore leggero "Abukuma", conducente l'intera 21ª Divisione, da Ominato verso nord-est, come parte della manovra diversiva nelle isole Aleutine prevista dall'ammiraglio Isoroku Yamamoto per l'attacco all'atollo di Midway. Dal 7 al 10 giugno pattugliò le acque dell'appena occupata Attu, poi il 15 esplorò i paraggi dell'isola di Amchitka assieme al "Wakaba" e allo "Abukuma", in cerca di possibili siti utili a ospitare un aeroporto. Rientrato in patria dopo la disfatta delle Midway, il "Nenohi" fu impegnato in viaggi di scorta a naviglio che recava uomini e attrezzature alle posizioni nelle isole Aleutine. A inizio luglio salpò con altri cacciatorpediniere in difesa del trasporto idrovolanti "Kamikawa Maru" e il 4, a sud-est di Attu, il convoglio finì sotto l'attacco del sommergibile : un siluro centrò in pieno il "Nenohi", che esplose e si capovolse nell'arco di due minuti, affondando non lontano dall'isola di Agattu (). Perirono 188 membri dell'equipaggio, incluso il comandante Terauchi, e i trentotto superstiti furono tratti in salvo dal cacciatorpediniere "Inazuma".