De Murasame heeft vooral dienst gedaan in 1942, waar hij meedeed in de Slag bij Tarrakan, de beruchte Slag in de Javazee, de Slag bij Midway, de Zeeslag bij de Oostelijke Salomonseilanden, de Zeeslag bij de Santa Cruzeilanden en de Slag bij Guadalcanal. Nadat het schip op 4 maart 1943 de Amerikaanse onderzeeboot "USS Grampus" tot zinken bracht, werd het aangevallen door een aantal Amerikaanse kruisers en torpedobootjagers. Nadat een projectiel afkomstig van de torpedobootjager "USS Waller" een enorme explosie veroorzaakte op het schip, zonk het razendsnel. 128 bemanningsleden kwamen om en slechts 53, waaronder commandant Tanegashima, overleefden de strijd.