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.

В конце сентября стояли сильные туманы. В связи с дальнейшим ухудшением погоды в октябре месяце, когда запуск самолета и подъем его на палубу стали чрезвычайно затруднительными либо совершенно невозможными, указанные выше действия были прекращены.

В начале октября подводная лодка «I-25» потопила 2 танкера у западного побережья США и при наличии лишь одной оставшейся торпеды атаковала и потопила американскую подводную лодку. В конце месяца «I-25» вернулась в отечественные воды.

Тем временем подводные лодки выполняли и другие задачи. В марте 1942 года был запланирован воздушный налет на Пирл-Харбор с использованием летающих лодок. Командир подводной лодки «I-22» получил задание выбрать место, которое можно было бы использовать в качестве базы пополнения топливом летающих лодок на пути их перелета. Наиболее подходящим для этой цели оказался рифовый атолл Френч-Фригат. Лодка произвела также предварительную разведку района между Гавайями и о. Мидуэй. В конце февраля, в период подготовки к операции, подводные лодки «I-15», «I-19», «I-26» приняли запас авиационного бензина и вышли к атоллу. Подводная лодка «I-9» заняла позицию в районе между Маршалловым и о-вами и рифами Френч-Фригат, чтобы принимать радиодонесения с летающих лодок и передавать их в базу гидроавиации на атолл Джалуит (Маршалловы о-ва).

В воздушном налете на Пирл-Харбор участвовали крупные летающие лодки «типа 2» с большим радиусом действия. 4 марта на закате солнца летающие лодки благополучно прибыли с атолла Джалуит в район рифов Френч-Фригат. Заправившись с подводных лодок горючим, летающие лодки взяли курс на Гавайские о-ва, а семь часов спустя после захода солнца атаковали Пирл-Харбор и затем благополучно возвратились на базу в Джалуит.

В этот же самый день оперативное соединение военно-морских сил противника атаковало о. Уэйк, вследствие чего вторая атака наших летающих лодок была перенесена на 5 марта. Однако ее вскоре отменили, подводным лодкам было приказано занять позиции с целью перехватить соединение противника на его отходе от о. Уэйк.

В начале сентября 1942 года в связи с внезапным изменением обстановки в районе Соломоновых о-вов, как только стало известно, что противник принял решение силами 17-й армии начать первое общее контрнаступление на о. Гуадалканал, главнокомандующий Соединенным флотом адмирал Ямамото предпринял попытку организовать разведку самолетами гидроавиации обширного района к юго-востоку от о. Гуадалканал.

В середине сентября в этот район вышла подводная лодка «I-122», которая примерно в течение недели занималась заправкой летающих лодок топливом. Последние вели на широком фронте разведку позиций противника, что давало возможность нашим силам быть готовыми к отражению внезапных атак.

В период морских боев в южной части Тихого океана подводная лодка «I-26» вела разведку в районах к югу от Соломоновых о-вов. Лодка вышла из базы на о. Трук 4 октября и возвратилась обратно только 30 ноября. В районе Соломоновых о-вов лодка в течение нескольких дней производила заправку горючим летающих лодок, действовавших с базы гидроавиации, расположенной на о. Шортленд. В ходе этих действий подводная лодка наскочила на риф, но ей удалось сняться с него, продув цистерны и использовав задний ход, хотя три нижних носовых торпедных аппарата были при этом выведены из строя. В другом случае эта лодка была атакована американским самолетом «В-17», однако повреждение оказалось незначительным.

Несмотря на частые разведывательные полеты летающих лодок противника в районе рифов Индиспенсейбл, подводная лодка «I-127» смогла 10 ноября заправить горючим наши летающие лодки. В период отступления с о-ва Гуадалканал в январе 1943 года летающие лодки все еще могли заправляться горючим у рифов Индиспенсейбл, но уже к началу февраля подводные лодки не могли больше выполнять свою задачу из-за воздушных атак противника.

С каждым днем наступление американцев в районе Соломоновых о-вов и восточного побережья о. Новая Гвинея усиливалось, поэтому большая часть наших подводных лодок использовалась с целью нарушить подвоз пополнений противника, а также снабжать наши изолированные передовые базы.