1936年（昭和11年）12月1日、日本海軍は第三航空戦隊を改編して第十二戦隊を新編する。第十二戦隊の所属艦は、軍艦2隻（敷設艦〈沖島〉、水上機母艦〈神威〉）、第28駆逐隊の神風型駆逐艦2隻（夕凪、朝凪）。戸苅少将（第三航空戦隊司令官）は呉鎮守府参謀長へ転任。第十二戦隊司令官として宮田義一少将（海兵36期）と首席参謀小野田捨次郎中佐が着任。宮田少将は本艦に将旗を掲げた。小野田中佐の前職は軍令部一課部員であり、それまでルソン島や中国大陸方面における日本軍作戦計画の立案に携わり、現地調査の経験もあった。当時の軍令部は、将来における対米作戦において基地航空部隊・潜水戦隊・水雷戦隊の活用を検討していた。第十二戦隊の主任務は、南洋諸島の水陸飛行場適地・艦隊泊地の適地を調査することであった。1937年（昭和12年）1月20日、沖島艦長は佐藤波蔵大佐から安住義一大佐（大湊防備隊司令、兵39期）に交代する。1月28日、第十二戦隊（沖島、神威、朝凪、夕凪）は横須賀を出撃。第十二戦隊はサイパン島やトラック諸島、クェゼリン環礁、西部ニューギニアに至るまで、七か月におよぶ長期航海を実施した。7月10日、伊勢湾に到着した。南洋諸島の調査終了時、既に支那事変が勃発していた。第十二戦隊は7月28日附で第三艦隊に編入される。8月20日、多度津を出発して中国大陸方面に進出した。8月27日、日本海軍は水上機母艦「神威」と第28駆逐隊（朝凪、夕凪）により、再び第三航空戦隊（司令官寺田幸吉大佐）を編制する。本艦は中国大陸沿岸部で行動しており、揚子江沿岸ではイギリス海軍に写真を撮影されている。12月1日、旧第十二戦隊は解隊された（第十二戦隊司令官宮田義一少将は海軍砲術学校長へ転任）。また安住義一大佐（沖島艦長）は大阪地方海軍人事部長へ転任。富沢不二彦大佐（海軍省教育局局員）が沖島艦長に補職された。同日附で「沖島」は第四艦隊麾下の第十二戦隊（旗艦「足柄」）に編入され、内地と旅順港等を往復しながら、引き続き北支方面で行動する。1938年（昭和13年）2月4日、第四艦隊司令長官豊田副武中将は第四艦隊旗艦を重巡洋艦「足柄」から「沖島」に変更する。4月11日まで、「沖島」は第四艦隊旗艦を務めた。11月3日、漢口攻略（武漢作戦）にともない、支那方面艦隊司令長官及川古志郎中将は「沖島」に座乗し遡江部隊（W作戦部隊）の閲艇式に臨んだ。12月15日、富沢不二彦大佐（沖島艦長）は横須賀防備隊司令へ転任。第12駆逐隊司令平塚四郎大佐（駆逐艦深雪沈没時の電艦長）が沖島艦長となる。12月18日、本艦は横須賀に到着。12月19日、「沖島」は駆逐艦「電」より横須賀防備隊旗艦を引き継いだ。1939年（昭和14年）6月、日本海軍は航空基地建設を前提としたマーシャル諸島（中部太平洋諸島）の調査を実施する。横須賀防備隊司令官堀内茂礼少将（兵39期）指揮下、建築技師や測量隊は横須賀防備隊（敷設艦〈沖島〉、第6駆逐隊〈雷、電〉）と輸送船2隻（衣笠丸、南拓丸）各艦に分乗し、6月22日に横須賀を出発。8月24日、横須賀に到着した。9月1日、第十三戦隊の解隊にともない第十三戦隊残務処理事務所を「沖島」に設置。その後も、たびたび横須賀防備戦隊旗艦を務めた。11月15日、平塚四郎大佐（沖島艦長）は軽巡洋艦「球磨」艦長へ転任（後日、終戦時の空母天城艦長）。海軍大学校教官中村勝平大佐が、平塚の後任として沖島艦長に任命される。1940年（昭和15年）前半もおおむね横須賀に停泊しており、横須賀防備戦隊旗艦となる事もあった。3月22日、中村勝平大佐（沖島艦長）は軍令部出仕となり、敷設艦厳島艦長高橋一松大佐（駆逐艦暁初代艦長等を歴任）が厳島艦長と沖島艦長を兼務する。4月15日、小畑長左衛門大佐が沖島艦長に任命され、高橋一松大佐（厳島艦長）は兼務を解かれた。10月11日、横浜港沖で行われた紀元二千六百年特別観艦式に参加。10月15日、艦長小畑大佐は重巡熊野艦長へ転任。小豆沢成大佐（特務艦鶴見艦長。昭和15年6月20日から8月1日）が沖島艦長となる。11月15日附で日本海軍は第十九戦隊を編成する（司令官志摩清英少将。旗艦「沖島」）。本艦は第十九戦隊に編入。志摩司令官は第十九戦隊旗艦を「沖島」に指定した。
この西側3か国とソ連との間での占領政策の対立は、1947年から米ソ間で激しさを増し、1947年6月に米国が戦後ヨーロッパ経済の復興と再建を目的とした経済復興計画（マーシャルプラン）を発表、1948年6月に新しい通貨ドイツマルクを導入する通貨改革を西側だけで実施した。これにソ連が反対してソ連統治地区での新通貨マルク（東ドイツマルク）を発行し、西ベルリンを封鎖する実力行使に出た。1948年7月24日、ソ連は西ベルリンと西ドイツをつなぐすべての陸上交通を遮断した。この西ベルリンを封鎖したことで、西ベルリンと西ドイツを結ぶ道路網や鉄道網、給水、電気などの機能が遮断されて市民生活に深刻な影響を与えたが、米国は陸の孤島となった西ベルリンに大空輸作戦を敢行して援助物資を大量に送り、ソ連は目的を果たすことなく、10か月後の1949年5月12日にベルリン封鎖を中止した（ベルリン封鎖）。ソ連は、西側諸国が西ドイツの建国と再軍備を目指していると見ていた。ソ連が西ベルリンを封鎖したのは西側の西ドイツ建国の計画を放棄させようとしたものであり、そして西側に西ベルリンを放棄させ、ソ連に政治的にも軍事的にも依存した東ドイツを建国しようとする意図の現れであった。東ドイツの心臓部に西側の拠点があることはソ連にとって都合が悪く、西側が西ベルリンを放棄することになれば西ドイツの人々も西側諸国に追随することに躊躇するだろうという読みもあった。しかし、アメリカのトルーマン大統領は、ソ連の圧力に屈することがあってはならないが、全面戦争に発展しかねない対決は避けねばならないとも考えていた。結果的にベルリン封鎖はソ連にとってマイナスの効果しか生まなかった。西欧各国に自主防衛の強化を促し、また共同防衛体制の構築が急務となり、1949年4月に北大西洋条約が締結された。封鎖の間にベルリン市議会は東西に分裂し、分断国家の歩みは既成事実化していった。ベルリン封鎖が解除された直後の1949年5月23日、アメリカ・イギリス・フランス側占領統治地区がボンを暫定首都としてドイツ連邦共和国が成立し、同年10月7日にソ連側占領統治地区がドイツ民主共和国を成立させてベルリン東側が東ドイツの首都となった。