Successivamente partecipò alla battaglia delle isole Santa Cruz, alla seconda battaglia navale di Guadalcanal e alla evacuazione dell'isola. Il 5 novembre 1943 a Rabaul venne danneggiato al timone da due bombe costringendo ad estese riparazioni a Yokosuka; nel 1944, era in rotta verso le Filippine con la squadra del viceammiraglio Takeo Kurita, che il 23 ottobre venne attaccata dai sommergibili "Darter" e "Dace"; il "Darter" colpì il "Takao" con due siluri distruggendo due eliche, abbattendo il fumaiolo di coda e inondando tre sale caldaie, mentre quattro siluri del Dace colpirono anche il gemello "Atago" che affondò in 30 minuti con pesanti perdite tra l'equipaggio. Rimorchiato a Singapore subì un attacco con mine magnetiche da parte del minisommergibile d'attacco inglese XM3, che ne mise fuori uso parte dei cannoni principali; alla fine della guerra, venne trainato fuori dal porto ed usato come bersaglio dalla HMS Newfoundland.