Nel dicembre 1941 coprì assieme alle altre unità della 3ª Flotta (viceammiraglio Ibō Takahashi) le operazioni anfibie nelle Filippine statunitensi sino al gennaio 1942, quando Manila era stata occupata; seguì dunque il grosso della squadra nelle Indie orientali olandesi e, nella notte del 19-20 febbraio, fu tra le navi coinvolte nella battaglia dello Stretto di Badung, durante la quale fu colto alla sprovvista da due obsoleti cacciatorpediniere statunitensi: rimase immobilizzato in mare con pesanti danni e sessantaquattro morti. Fu comunque preso a rimorchio, trainato in Giappone e riparato, raggiungendo le unità sorelle a Rabaul nel novembre 1942. Da qui condusse tre missioni del "Tokyo Express" verso la contesa Guadalcanal senza problemi ma il 14 novembre, durante i complessi spostamenti navali nipponici legati all'offensiva di novembre, fu messo fuori uso da velivoli nemici e, per la seconda volta, dovette essere raddobbato. Riprese servizio solo nel novembre 1943 e operò nei mesi seguenti prevalentemente in zone dietro al fronte; tornò a essere schierato con la flotta da battaglia per lo scontro alle Marianne (19-20 giugno 1944). Sempre alle dipendenze della 2ª Flotta allora al comando del viceammiraglio Takeo Kurita, fu assegnato alla disperata operazione "Shō-Gō 1" per infliggere un colpo decisivo alla United States Navy dinanzi a Leyte; nel dettaglio fu integrato alla "Forza C" del viceammiraglio Shōji Nishimura, distaccata dalla flotta per attaccare attraverso lo Stretto di Surigao. Nelle primissime ore del 25 ottobre, durante il tentativo di forzare il passaggio, il "Michishio" affondò in questo braccio di mare, vittima dei siluri lanciati dai cacciatorpediniere e : si ebbero solo quattro superstiti tra l'equipaggio.