Przebieg służby „Unyō” w pierwszym okresie swojej służby, czyli w drugiej połowie 1942 roku, służył do przewożenia samolotów na Filipiny oraz do baz na atolu Truk i Rabaul na Nowej Brytanii. W styczniu 1943 roku przeszedł remont w stoczni w Yokosuce, po czym dalej pełnił rolę transportowca sprzętu lotniczego. W ciągu 1943 roku jeszcze dwukrotnie był remontowany, co nie najlepiej świadczyło o jego stanie technicznym. 10 lipca 1943 roku w pobliżu Truk został trafiony przez pojedynczą torpedę wystrzeloną przez okręt podwodny USS „Halibut”. Często pływał ze swoimi okrętami siostrzanymi „Taiyō” oraz „Chūyō”.
19 stycznia 1944 w drodze do Yokosuki został trafiony i ciężko uszkodzony przez trzy torpedy wystrzelone z okrętu podwodnego USS „Haddock”. Podczas postoju w kotwicowisku Garapan na Saipanie 23 stycznia 1944, USS „Halibut” zaatakował ponownie, jednak jego atak został odparty. Po naprawach „Unyō” wrócił do służby w czerwcu 1944.
Następnie w sierpniu i wrześniu „Unyō” brał udział w eskortowaniu konwojów między Singapurem a Japonią. 17 września 1944 został trafiony przez dwie torpedy wystrzelone przez USS „Barb”. Załoga walczyła o utrzymanie „Unyō” na powierzchni oceanu, ale ich działania były daremne.