飛龍 (空母)
1941年(昭和16年)2月3日、ベトナムとタイとの国境紛争を調停すべく南方へ進出中、蒼龍が第二十三駆逐隊の駆逐艦夕月と衝突事故を起こした。両艦とも沈没の危険はなかったが、蒼龍は佐世保に回航され、飛龍は沖縄県中城湾で待機した。その後中国沿岸封鎖作戦に参加し、艦載機が沿岸部を攻撃している。 3月12日、日本に戻る。
第二航空戦隊(飛龍、蒼龍)は第二艦隊に所属しており、日本近海に進撃してくるアメリカ艦隊を夜間雷撃によって損耗させ、その上に戦艦部隊が洋上決戦を挑む方針で訓練が進められていた。しかし、日中戦争において統一指揮下で複数の航空隊が作戦を展開した影響、小沢治三郎中将の航空兵力集中の提案、また、航空主兵を唱える山本五十六連合艦隊司令長官が開戦劈頭真珠湾攻撃で米太平洋艦隊の撃滅を主張したことで航空艦隊編成の気運が高まり、第一航空戦隊(赤城、加賀)、第二航空戦隊(飛龍、蒼龍)、第四航空戦隊(龍驤、春日丸)をもって第一航空艦隊が4月10日に新編された。
1941年7月10日、日本を出港しインドシナに対する第二次仏印進駐を支援する。この期間中、艦載機が福建省南平を爆撃した。一連の行動により日本は東南アジアに勢力を拡大したが、米英との関係は悪化の一途を辿った。 9月8日、飛龍の艦長は矢野大佐から海軍航空技術廠総務部長加来止男大佐に交代する(矢野は10月10日より第四艦隊参謀長)。 同月から鹿児島湾や有明海で真珠湾攻撃の予行演習と訓練を行う。 ドック入りした蒼龍の航空機を受け入れた際には、右舷に艦橋のある蒼龍での着艦に慣れたパイロット達が無意識に飛行甲板左に寄って着艦し、左舷にある飛龍艦橋に接触して墜落する事故も起きた。
淵田美津雄中佐・総飛行隊長は「戦力に余裕もないのに、こんな道草をしてていいのか」と感じ、淵田が山本五十六凡将論を抱くきっかけとなった。
インド洋作戦
3月26日、南雲機動部隊はスターリング湾を出港し、作戦目標も明確でないままインド洋作戦に参加する。4月4日、南雲機動部隊はPBYカタリナ飛行艇に発見され、飛龍零戦隊はイギリス軍飛行艇を共同撃墜した。イギリス軍に発見されたことで当初の奇襲予定が崩れたことを司令部から下士官兵に至るまで誰も深刻にとらえず、敵をおびき出すチャンスだと逸っていたとする意見もある。4月5日、他艦艦載機と共に飛龍零戦9機、艦攻18機がセイロン島コロンボ空襲を行い、英駆逐艦テネドスと仮装巡洋艦ヘクターを撃沈する。また飛龍零戦隊は南雲機動部隊攻撃に向かっていたソードフィッシュ複葉雷撃機複数機(淵田中佐は12機目撃、公刊戦史10機撃墜、飛龍戦闘詳報8機撃墜、英軍記録6機)を発見・撃墜している。空中戦の総合戦果は、日本側公刊戦史によれば57機(スピットファイア戦闘機19、ハリケーン戦闘機27、ソードフィッシュ10)、イギリス軍の記録によればハリケーンとファルマー戦闘機42機が出撃して19機が撃墜され、ソードフィッシュ6機が撃墜、計25機喪失である。スピットファイアはセイロン島に配備されていなかった。この時、淵田美津雄中佐は「第二次攻撃を準備されたし」と南雲機動部隊に打電している。午前11時52分、南雲中将は第五航空戦隊(翔鶴、瑞鶴)に魚雷兵装待機中の九七式艦上攻撃機の魚雷を爆弾に変えるよう命じた。
各空母が直衛零戦の発進と兵装転換に追われ、特に第一航空戦隊(赤城、加賀)は時間の掛る爆弾から魚雷への兵装転換なので、格納庫には多数の爆弾が乱雑に転がっている状態となり。蒼龍でも帰艦した第一次攻撃隊の九七艦攻に搭載する為に格納庫に揚げられていた魚雷18本があった。アメリカ軍機動部隊攻撃隊は南雲機動部隊に接近した。午前7時30分頃、赤城、加賀、蒼龍の3空母はSBDドーントレス急降下爆撃機の奇襲により被弾、格納庫内の魚雷・爆弾に誘爆して一挙に戦闘不能となった。
飛龍はアメリカ軍機動部隊の雷撃隊の攻撃を受け、三空母(赤城、加賀、蒼龍)から離れていった。これは左舷艦橋故の航行序列が幸いし、雷撃隊の来襲方向とその退避行動により他の母艦から左舷方向へ離れる進路をとる事となる、そしてその進路方向にあるスコールへ逃れようと移動した為に更に距離が大きく開き、後の急降下爆撃隊の攻撃を南雲機動部隊空母4隻中1隻だけ免れる事となった。山口多聞少将は飛龍乗組員に対し「飛龍を除く三艦は被害を受け、とくに蒼龍は激しく炎上中である。帝国の栄光のため戦いを続けるのは、一に飛龍にかかっている」と宣言した。午前8時、小林道雄大尉指揮のもと、九九艦爆18機(250kg通常爆弾12、陸用爆弾8)、零戦5又は6機が発進し(5又は6機なのは文献及びそのページによって記載数が違う)米空母ヨークタウンを攻撃する。爆弾3発命中(日本軍記録6発命中)により中破させるが、小林隊長を含む艦爆13機、零戦4機(不時着1)を失う。被弾による使用不能艦爆1、修理後使用可能艦爆2、零戦1だった。午前11時30分に発進した飛龍第三次攻撃隊は加来艦長より「お前たちだけ死なせやせん」と訓示を受け、友永大尉指揮のもと九七艦攻10機・零戦6機が出撃。再びヨークタウンを攻撃し、魚雷3本の命中を記録(アメリカ軍記録2本)して航行不能とした。
これを受け南雲司令部はアメリカ軍機動部隊出現に備えて待機させていた第一航空戦隊(赤城、加賀)の九七艦攻を魚雷から陸用爆弾に兵装転換することを命じた。艦攻搭乗員によれば、ネジの止めはずしに細心の注意を要するため、投下器の交換には通常3時間かかるという。また同様に第二航空戦隊に対しても九九艦爆の対艦爆弾を陸用爆弾に変更するよう命令している。
午前4時40分、利根の索敵機が「敵らしきもの10隻みゆ」と報告した。一航艦参謀長草鹿龍之介少将は、空母が付近にいると思うと同時に「敵らしき」だけでは命令の変更には不十分であり、「艦種知らせ」と利根機に指示した。利根からの電報を受ける直前、あるいは受けた後に、飛龍の山口司令官が掌航海長の田村士郎兵曹長に指示して「本朝来種々の敵機来襲にかんがみ、敵機動部隊出撃の算あり。考慮せられたし」という信号文を赤城に送ったという主張もある。午前5時20分、利根の偵察機4号機は敵空母の存在を伝えた。山口少将は、駆逐艦「野分」を中継し、準備を進めている陸用爆弾のままで攻撃隊を即時発進させるべきと第一航空艦隊司令部に意見具申したが、第一航空艦隊司令部は、戦闘機の掩護なしでの攻撃隊発進を躊躇し、さらに第一次攻撃隊の収容を優先したため、山口の進言を却下した。第二航空戦隊(飛龍、蒼龍)は雷装九七艦攻(友永隊)の出撃可能時刻を午前7時30分〜午前8時に準備可能と報告している。
その後、南雲機動部隊はミッドウェー基地から発進した大型爆撃機B-17、急降下爆撃機SB2Uビンジゲーター、SBDドーントレス、雷撃機TBFアベンジャーの波状攻撃を受けた。午前5時頃の空襲では、飛龍から戦死者4名を出した。赤城では「飛龍被弾」と誤認している。