טבילת האש של המטוס הייתה בהפצצת העיר האנקוי שבסין ב-13 בספטמבר 1940. הוא השתתף גם בהמשך בהפצצות בסין ותפס מקום מרכזי במערכה בפיליפינים. נעשה בו שימוש רב בתקיפת אוניות כשאחת המוקדמות והמפורסמות שבהן היא אוניית המערכה הבריטית אה"מ פרינס אוף ויילס שטובעה על ידי טורפדו ששוגר מכוח משולב של מפציצי G4M ו-G3M בדצמבר 1941. המטוס השתתף בקרב גוודלקנל בתקיפת מטרות ימיות ויבשתיות. ביומו השני של הקרב ספגו היפנים מכה קשה כש-18 מפציצים הופלו על ידי מטוסי קרב אמריקניים וכוחות נ"מ. גם בהמשך הקרב התבררה יותר ויותר פגיעותו של המפציץ והטייסות ספגו אבדות קשות.