4 października 1942 pilot F1M2 z „Chitose” staranował bombowiec B-17 (załoga japońskiego samolotu uratowała się). 11 października 1942 transportowce wodnosamolotów „Chitose” i „Nisshin” w eskorcie sześciu niszczycieli odbyły rejs zaopatrzeniowy z wyspy Shortland na Guadalcanal (przylądek Tassafaronga), przewożąc cztery haubice, dwa działa polowe, jedno działo przeciwlotnicze, inne wyposażenie i 280 żołnierzy oraz dalszych żołnierzy na niszczycielach. Towarzyszył im zespół osłony admirała Gotō, który poniósł porażkę w starciu z amerykańskimi okrętami koło przylądka Ésperance. Mimo to, zespół transportowy wykonał swoje zadanie i wycofał się (jedynie dwa niszczyciele, odesłane do poszukiwań rozbitków, zatopiło amerykańskie lotnictwo).

15 października 1942 samolot z „Chitose” wykrył amerykański konwój zaopatrzeniowy na Guadalcanal, po czym wysłane samoloty z lotniskowca „Zuikaku” zatopiły niszczyciel USS „Meredith” koło wyspy San Cristobal.

15 listopada 1942 „Chitose” przybył do Sasebo w Japonii, gdzie przeszedł remont, połączony z trwającą ponad rok przebudową na lotniskowiec (od 26 stycznia 1943). 1 listopada 1943 został ponownie wciągnięty na listę floty jako lotniskowiec „Chitose”. Od 17 grudnia 1943 był wyposażany w Kure.