Samen met de vliegdekschepen "Akagi", "Kaga", "Hiryu", "Soryu" en "Zuikaku" nam het schip deel aan de verrassingsaanval op Pearl Harbor op 7 december 1941. Daarna volgde deelname aan operaties tegen Nederlands-Indië en Ceylon. Tijdens de Slag in de Koraalzee, de eerste slag tussen vliegdekschepen, op 8 mei 1942 werd de "Shokaku" door bommenwerpers van de Amerikaanse vliegdekschepen "USS Yorktown (CV-5)" en "USS Lexington (CV-2)" zwaar beschadigd. Tijdens een van de volgende operaties werd het schip opnieuw beschadigd in de Zeeslag bij de Santa Cruz-eilanden, ditmaal door bommenwerpers van het Amerikaanse vliegdekschip "USS Hornet (CV-8)". Tijdens de laatste operatie, een tegenaanval op de Amerikaanse invasievloot bij de Marianeneilanden, werd het schip vlak voor de Slag in de Filipijnenzee op 19 juni 1944, door torpedo's van de Amerikaanse onderzeeboot "USS Cavalla (SS-244)" getroffen. De "Shokaku" zonk waarbij 1.263 manschappen omkwamen op 140 kilometer ten noorden van het eiland Yap.