Zu Beginn des Zweiten Weltkriegs wurde die "Takao" der 4. Kreuzer-Division zugewiesen, zusammen mit ihren Schwesterschiffen "Maya" und "Atago". Ende Dezember 1941 gab sie Unterstützungsfeuer während der Invasion der Philippinen. Im Frühjahr 1942 operierte die "Takao" in der Javasee und war im Verlauf dieses Einsatzes an der japanischen Invasion von Java Anfang März beteiligt. Am 1. März bombardierte ein Flugzeug der "Takao" einen niederländischen Frachter. Einen Tag später versenkte die "Takao" zusammen mit ihren Schwesterschiffen "Atago" und "Maya" sowie den Zerstörern "Nowaki" und "Arashi" den amerikanischen Zerstörer "Pillsbury". Es gab keine Überlebenden. Am 4. März fingen die japanischen Schiffe die sich von Tjilatjap nach Fremantle zurückziehenden Trossschiffe der australischen Marine ab und versenkten alle Schiffe des lediglich durch die Sloop "Yarra" geschützten, kleinen Konvois.