O "Yamashiro" retornou para o serviço ativo pouco antes do início da Segunda Guerra Mundial. Ele deu suporte para as operações japonesas da Batalha de Midway em maio de 1942, porém não entrou em combate. A Marinha Imperial considerou transformá-lo em um híbrido couraçado-porta-aviões após Midway, porém ele brevemente foi colocado para atuar como um navio de treinamento. O couraçado fez parte da força japonesa presente na Batalha do Golfo de Leyte, sendo afundado na madrugada de 25 de outubro de 1944 durante a Batalha do Estreito de Surigao.