Służyły do rozpoznania, ratowania lotników z wody i zadań łącznikowych, a w sytuacjach niewielkiego zagrożenia ze strony lotnictwa przeciwnika mogły też służyć do bombardowania statków i instalacji nadbrzeżnych. Nieliczne samoloty zostały zmodyfikowane przez uzbrojenie w jednostkach w ruchome działko 20 mm w dolnym stanowisku strzeleckim, służące do zwalczania żeglugi.
Od przełomu 1942/1943 roku, w związku z adaptowaniem okrętów-baz na lotniskowce lub transportowce, dominującym zastosowaniem stało się wykorzystywanie E13A1 w składzie grup powietrznych (kǒkūtai) operujących z baz brzegowych. Między innymi stacjonowały w Rabaulu, atolu Truk, na wyspach Palau, Wyspach Marshalla, Marianach, Filipinach, Tajwanie, w Singapurze, Korei, Holenderskich Indiach Wschodnich i w Japonii. E13A1 był najliczniejszym japońskim wodnosamolotem okresu II wojny światowej. W połowie 1943 roku wycofano je jednak z misji dziennych z uwagi na niewystarczającą prędkość i uzbrojenie obronne, co powodowało, że padały ofiarą myśliwców amerykańskich, a nawet samolotów patrolowo-bombowych. Nadal używane były do końca wojny w nocnych misjach rozpoznawczych, a także w odmianach z nowym wyposażeniem obserwacji technicznej, opisanych dalej. Używane były też od 1944 roku do szkolenia, zaadaptowane na dwustery E13A1-K.