Перед объявлением войны подводные лодки «I-10» и «I-26» получили приказание произвести разведку у о-вов Фиджи, Самоа, Тутуила и Алеутских и закончить ее к 5 декабря 1941 года. 16 и 19 ноября соответственно эти лодки вышли из Йокосука и выполнили поставленные задачи, не прибегая к использованию самолетов. 4 декабря в группе о-вов Фиджи подводная лодка «I-10» обнаружила американский крейсер «Астория», ничего больше ею обнаружено не было.
На рассвете 17 декабря 1941 года самолет с подводной лодки «I-5», летая над Пирл-Харбором, произвел разведку и доставил ценные сведения о повреждениях, нанесенных базе и кораблям противника нашими оперативными соединениями в самом начале войны.
В январе 1942 года самолет с подводной лодки «I-9», возвращавшейся от побережья Северной Америки в Кваджелейн, также произвел разведку, совершив полет над Пирл-Харбором.
В феврале 1942 года подводная лодка «I-25» вышла из Кваджелейна и в течение двух месяцев вела разведку у восточного побережья Австралии и основных портов Новой Зеландии, достигнув при этом значительных успехов. В начале апреля лодка возвратилась в Японию. Самолет, находившийся на ее палубе, летал над Сиднеем, Мельбурном, Хобартом (о. Тасмания), Веллингтоном, Оклендом, Сувой и Паго-Паго (о. Тутуила).
Командир подводной лодки «I-17» получил приказание произвести воздушную разведку порта Коломбо и базы Тринакомали в Индийском океане, но так как эти пункты сильно охранялись противником, лодка не смогла выполнить поставленной задачи.
В период боевых действий у о. Мидуэй и Алеутских о-вов в мае 1944 года для ведения воздушной разведки района о. Кодьяк (Алеутские о-ва) из Йокосука были направлены подводные лодки «I-25» и «I-26». Находясь недалеко от Датч-Харбора, лодка «I-25» готовилась запустить самолет. Но в это время был обнаружен крейсер противника. Командир был в затруднительном положении, однако решил послать самолет в разведку, согласно плану. Крейсер прошел, не заметив лодку, но несколько позже появился эскадренный миноносец противника. К счастью, самолет уже был принят на лодку и она могла погрузиться на безопасную глубину. Примерно в то же время подводную лодку «I-19» обнаружил вражеский самолет в момент, когда команда лодки готовила к запуску свой самолет. Лодка вынуждена была срочно погрузиться, оставив самолет на поверхности воды.
Воздушная разведка, производившаяся самолетами с подводных лодок, продолжалась до 1944 года. Но по мере усиления активности сторожевых кораблей и патрульных самолетов противника вести такую разведку становилось все опаснее. 19 августа 1943 года самолетом противника была атакована и потоплена подводная лодка «I-17», проводившая разведку у базы Нумеа (о. Новая Каледония). В августе 1942 года в ответ на налет на Токио американских самолетов типа «В-25» были предприняты действия против американского материка. Намечалось сбросить зажигательные бомбы на лесные массивы штата Орегон, используя при этом небольшие самолеты с подводных лодок, приспособленные каждый к подъему двух зажигательных бомб весом по 75 кг. 15 августа 1942 года из Йокосука вышла для этих целей подводная лодка «I-25» под командованием капитана 3-го ранта Тагами, имея на борту 6 специальных бомб. Следуя по дуге большого круга, лодка после двухнедельного перехода достигла побережья штата Орегон, но из-за плохой погоды и, следовательно, невозможности запуска или принятия на палубу самолета направилась на юг к мысу Бланке, ожидая улучшения погоды. В один из дней середины сентября, за полчаса до восхода солнца, когда лодка находилась в шести милях к югу от маяка мыса Бланке, с лодки поднялся самолет, пилотируемый летчиком Фудзита. На лесной массив, находящийся в 80 км к юго-востоку от мыса, было сброшено 2 бомбы, после чего в районе цели наблюдался белый дым. Самолет возвратился к подводной лодке, которая ожидала его на поверхности воды в течение двух часов. Сброшенные зажигательные бомбы были особого типа, они создавали очень высокую температуру, эффективно поражая цели. Предполагалось, что возникли значительные пожары, поскольку американское радио сообщало, что имелись человеческие жертвы.
Два часа спустя после захода солнца самолет совершил второй вылет. На этот раз бомбы были сброшены в 16 км к западу от мыса Бланке. Когда Фудзита возвратился к условленному месту встречи (в 80 км восточнее мыса) с лодкой, то ему было трудно определить ее местонахождение. К счастью, он смог найти ее по масляному следу, оставшемуся на поверхности воды.