Od 28 lutego wspierał inwazję na Jawę (Batavia, Merak, Bantam Bay i Eretenwetan).

1 marca 1942 wodnosamolot F1M2 z „Chitose” wykrył amerykański niszczyciel USS „Pope”, po czym dziesięć wodnosamolotów tego typu z „Chitose” zbombardowało go i uszkodziło bliskim trafieniem bomby, przez co musiał się zatrzymać i został później zatopiony przez samoloty z lotniskowca „Ryūjō” i okręty japońskie.

Od 29 marca 1942 „Chitose” brał udział w operacji zajęcia holenderskiej Nowej Gwinei, w składzie zespołu kontradm. Fujity. Przez kolejne trzy tygodnie działał tam, wspierając zdobywanie kolejnych miejscowości i wysp. 1 maja 1942 powrócił do Sasebo w Japonii na remont. W tym miesiącu został okrętem flagowym 11 Dywizjonu Transportowców Wodnosamolotów, w składzie Sił Wysuniętych.

Następnie, począwszy od 28 maja 1942 „Chitose” brał udział w operacji MI, zakończonej powietrzno-morską bitwą pod Midway. Wchodził w skład Sił Inwazyjnych wiceadm. Nobutake Kondō. 4 czerwca myśliwiec pływakowy F1M2 z „Chitose” zestrzelił łódź latającą PBY Catalina (nr P-12) z Midway. W lipcu okręt był remontowany w Japonii.