К началу боевых действий на Тихом океане САП ВМС и корабельные авиаБЧ были перевооружены на И-0. До 1942 г. И-96 имелся на вооружении УБАП второй линии, ДАВ № 3 ВМС (АВ Хосё-Рюдзё-Сёхо-Дзуйхо) и плавбаз проекта Тайё. В частях 1-й линии оставалось до сотни машин второй модификации и также до двухсот УБИ-96 в УБАП метрополии. ДАВ № 3 ВМС участвовала в налетах на объекты на Филиппинах, обеспечении ввода войск в Индонезию и развертывания в Индийском океане. Береговые авиаполки обеспечивали ПВО Сайгона и объектов ВМС на архипелагах Марианских, Маршалловых о-вов, арх. Палау и пр. Последней операцией с участием И-96 стали столкновения корабельной авиации у берегов Австралии в ходе боевых действий Коралловом море весной 1942 г., где авиация ВМС США уничтожившая АВ Сёхо. На заверщающем этапе войны И-96 привлекались к таранным атакам на наступающие соединения ВМС и КМП США. В ходе реализации оперативного плана Речная сакура у арх. Рюкю весной 1945 года вылеты осуществляли машины третьей модификации и спарки УБАП ВМС Цукуба-Хякурихара-Судзука.