25.05.1942 г. "ЧИТОСЭ" включили в состав Соединения вторжения на атолл Мидуэй и с 28.05 по 7.06. 1942 г. он участвовал в боях за остров. 16.06.1942 г. в Куре на корабль погрузили 20 самолетов в разобранном виде (помимо штатной авиагруппы) и он направился в Трук, куда прибыл 28.06.1942 г. В 7.1942 г. "ЧИТОСЭ" был направлен в Метрополию (цель неизвестна) и возвратился в Трук 11.08.1942 г. Спустя 8 дней (19.08.1942 г.) он вышел в море для обеспечения перехода войскового КОН из Рабаула к Гуадалканалу. ГСМ корабля вели разведку в интересах Главных сил и Диверсионного соединения. 24.08.1942 г. "ЧИТОСЭ" был обнаружен летающей лодкой противника и спустя 8 часов атакован американскими самолетами с Эспириту-Санто. Близкие разрывы бомб привели к частичному разрушению корпуса. Часть топливных танков и водонепроницаемых отсеков левого борта заполнились водой, корабль получил крен 7°. Кроме того, его надстройки были повреждены пушечно-пулеметным огнем. "ЧИТОСЭ" отошел в Рабаул, где до 10.1942 г. личный состав плав, мастерской "АРАСИ" произвел необходимый ремонт. В этот период ГСМ корабля вели разведку в южной части Тихого океана в интересах командующего Объединенным флотом.
2.10.1942 г. он перешел в Шортленд для обеспечения доставки подкреплений на Гуадалканал. С 11.10 по 12.10.1942 г. "ЧИТОСЭ" находился в непосредственном охранении TP, следовавших к Тассафаронгу. Эта операция закончилась неудачей и АТР вместе с КОН возвратился в Шортленд. 13.10.1942 г. "ЧИТОСЭ" самостоятельно вышел в море и направился в район к югу от острова Гуадалканал. В ночь на 14.10.1942 г. его ГСМ корректировали огонь ЛК "КОНГО" и "ХАРУНА", обстреливавших аэродром Хендерсон. Японцам удалось уничтожить ВПП и 48 американских самолетов. Затем они обеспечивали переход к острову Гуадалканал TP и 4-й флотилии ЭМ. В ночь на 15.10. 1942 г. ГСМ корректировали огонь ТКР "МАЙЯ" и "МИОКО", обстреливавших позиции американской морской пехоты и аэродром Хендерсон. "ЧИТОСЭ" оставался у Гуадалканала до 29.10.1942 г. и действовал в интересах флота, обеспечивавшего общую атаку армии на острове. 30.10.1942 г. он возвратился на Шортленд и 3.1 1.1942 г. направился в Рабаул, куда прибыл 5.11.1942 г. Здесь с корабля списали всех пилотов и выгрузили ГСМ. Его вывели из состава 11-й ТАТР и передали в резерв, готовя к переоборудованию в АВ. Подобное решение было продиктовано большими потерями среди кораблей этого класса. В 1.1943 г. "ЧИТОСЭ" перешёл в Сасебо, где его на верфи ВМФ ввели в сухой док и начали работы по переоборудованию. В 8.1943 г. (еще до момента вступления в строй) корабль придали флоту Юго-Восточного района. Официально "ЧИТОСЭ" был готов к боевому использованию в 1.1944 г., но оставался на заводе до 3.1944 г. 8.03.1944 г. он вместе с "ЧИЙОДА" и "ДЗУЙХО" образовал 3-ю ДАВ, которую подчинили командующему Третьим флотом. Авиагруппу для "ЧИТОСЭ" сформировали в 2.1944 г. На её подготовку требовалось 4 месяца и таким образом корабль мог быть приведен в боеготовое состояние не раньше 6.1944 г. До 5.1944 г. подготовка летчиков "ЧИТОСЭ" шла в Хасирадзима. Затем корабль перебазировался в Тави-Тави (Филиппины), где она была завершена. 13.06.1944 г. "ЧИТОСЭ" вместе с Объединенным флотом перешел в залив Гуимарас и вместе с другими кораблями 3-й ДАВ вошел в Отряд Главных сил Соединения спец. назначения вице-адмирала Курита. 17.06.1944 г. АВ в заливе Гуимарас принял топливо и направился в Филиппинское море, где 19.06.1944 г. произошло сражение между Объединенным флотом и американскими авиационными соединениями. В этот день для атаки кораблей противника (ОС 58), обнаруженных часом раньше на дистанции 300 миль самолетами-разведчиками с АВ "СЁКАКУ" и ТКР "ЧИКУМА", с палубы "ЧИТОСЭ" были подняты в воздух 15 бомбардировщиков (истребителей-бомбардировщиков), 3 торпедоносца и 6 истребителей. Эффективная ПВО американского соединения не позволила японцам достичь каких либо существенных результатов. Различные повреждения получили АВ "WASP", "BUNKER HILL", ЛК "SOUTH DAKOTA" и "INDIANA". "ЧИТОСЭ" смог принять на борт свою авиагруппу (точные потери среди ее самолетов неизвестны). 20.06.1944 г. истребители АВ вели безрезультатный поиск кораблей противника. После боя в Филиппинском море 3-я ДАВ перешла в Метрополию. 26.06.1944 г. авиагруппу "ЧИТОСЭ" перевели на "ДЗУЙКАКУ" (10.08.1944 г. его так же включили в 3-ю ДАВ). Новую авиагруппу сформировали в начале 7.1944 г. Ёе подготовку планировали завершить к 11.1944 г. После докового ремонта (с 6.08 по 14.08. 1944 г.) на верфи ВМФ в Куре АВ перешел в Хасирадзима для отработки курса боевой подготовки. 14.10. 1944 г. авиагруппу корабля использовали в боях за Формозу. Большие потери среди её пилотов привели к почти полной утрате боеспособности "ЧИТОСЭ".