重雷装艦
1943年(昭和18年)3月15日、第九戦隊は解隊された。同年7月1日、「北上」と「大井」は南西方面部隊隷下の第十六戦隊に編入された。1944年(昭和19年)1月27日、「北上」は潜水艦の雷撃で大破し、シンガポールで長期の修理を余儀なくされた。 同年7月16日、南西方面艦隊司令部移転任務に従事していた「大井」が潜水艦フラッシャーに撃沈された。「北上」はシンガポールとマニラで修理を行いつつ内地へ向かい、8月14日に佐世保到着、佐世保海軍工廠で修理と回天搭載工事をおこなった。同年11月上旬、レイテ沖海戦で大破した重巡洋艦「青葉」が内海西部に帰投し、第十六戦隊司令官左近允尚正少将は11月11日から15日にかけて「北上」を旗艦とした。11月15日、第十六戦隊は解隊された。
1945年(昭和20年)4月以降、「北上」は本土決戦を前提とした水上艦部隊である海上挺進部隊に編入された。松型駆逐艦や峯風型駆逐艦、第一号型輸送艦は、人間魚雷回天を通常1~2基搭載するのが限界であった。同部隊の中で最大であった「北上」は、人間魚雷回天を8基搭載する「回天母艦」であった。
終戦直前の呉軍港空襲で大破し航行不能となるも、戦後は工作艦として復員支援を行った後に解体された。