太平洋戰爭爆發後不久，日本海軍買下了停靠在神戶港的德國豪華郵船“沙恩霍斯特”號，並將其改裝為航空母艦“神鷹”號，隨後又將郵船“阿根廷丸”號改裝為航空母艦“海鷹”號。“神鷹”號於1943年12月建成服役，其標準排水量為17 500噸，最高航速為21節，續航力為8 000海裏（航速18節時）；飛行甲板長約180米，寬約24.5米，艦載機數量為33架；艦上裝有127毫米艦炮8門、25毫米高炮30門，編製艦員834人。該艦於1944年11月17日被美軍“鍬魚”號潛艇擊沉。“海鷹”號於1943年11月建成服役，其標準排水量為13 600噸，最高航速為23節，續航力為7 000海裏（航速18節時）；飛行甲板長約160米，寬約23米，艦載機數量為24架；艦上裝有127毫米艦炮8門、25毫米高炮24門，編製艦員829人。該艦於1945年7月14日觸雷，14天後被盟軍飛機擊沉。
然而，在“二戰”期間，真正能夠稱得上是日本海軍改裝航母的代表作，並且創造了“世界之最”的，還得說是重型裝甲航空母艦“信濃”號。“信濃”號原來是作為繼“大和”號、“武藏”號之後的第三艘“大和”級超級戰列艦來建造的。中途島慘敗之後，在航空母艦與戰列艦的地位問題上一直搖擺不定的日本海軍，終於徹底看清了戰列艦在未來海戰中的“前程”，加上大型航空母艦在中途島海戰中損失慘重、急需補充，無奈之中將正在建造中的“信濃”號超級戰列艦改建為航空母艦，最終掐斷了“帝國海軍的驕傲”——“大和”級超級戰列艦的“香火”。
如前所述，這艘在橫須賀造船廠花費6年時間苦心建造的巨艦，在1944年11月29日服役還不到10天的時候就被美軍的“射水魚”號潛艇擊沉了。
當然，日本海軍在改裝大批航母以補充其航母部隊的同時，也並沒有完全放棄設計和建造“真正的航母”，改裝而成的航母畢竟是“半路出家”，許多方麵的性能難以令人滿意。因此從1939年起，在太平洋上同樣感到戰爭威脅的日本海軍，開始實施為期6年的造艦計劃，建造一級新型的“艦隊航空母艦”，其首製艦就是在太平洋戰爭爆發前5個月開始動工建造的“大鳳”號。
當時的日本海軍經過仔細分析，相當“明智”地認為：與美國海軍相比，自己在兵力上無疑處於劣勢，要贏得海戰，就必須借助其相對較高的訓練素質，特別是己方擅長於夜戰、近戰的特長，最大限度地迫近美軍艦隊，打一場“海上肉搏戰”，航空母艦部隊當然也不例外。因此，日本海軍在設計新型航空母艦時，特別強調要加強其防護能力，以便能在接近敵軍艦隊的過程中具有相當強的承受打擊的能力。“大鳳”號就是在這種設計思想指導下建造的一艘“不遜於英美航母、具有現代形態”的航空母艦。
“大鳳”號航空母艦，是日本海軍的第一艘具備現代航母典型特征的航空母艦，也是當時日本海軍專門設計建造的最大的一艘航空母艦。其標準排水量為29 300噸，滿載排水量為34 000噸，水線長253米，寬27.7米，吃水9.7米；動力裝置為蒸汽輪機，總功率為16萬馬力，最高航速為33節，續航力為10 000海裏（航速為18節時）；飛行甲板長約257.5米，寬約30米，艦載機數量為63架；艦上裝有100毫米艦炮12門、25毫米高炮66門，編製艦員1 649人。此外，艦上還裝有100毫米艦炮射擊指揮儀2部、25毫米高炮射擊指揮儀8部，在艦橋、上層建築和桅杆上還裝有對空警戒雷達。
為了對付威脅最大的俯衝轟炸機的進攻，“大鳳”號非常重視加強飛行甲板的防護，其防護裝甲是由一層20毫米厚的裝甲和一層75毫米厚的裝甲板上下疊加而成，表麵敷有乳膠，可以抵禦500公斤航空炸彈的攻擊。艦上的機庫分為上下兩層，各有4個隔艙，上層機庫的艙頂甲板厚度為10毫米，在飛行甲板與機庫頂甲板之間還留有0.7米的距離，以防止航空炸彈擊穿飛行甲板後直接危及上層機庫。此外，“大鳳”號在日本海軍艦船中最先采用了封閉式的艦首，以利於抵禦海上風暴的襲擊，其艦首外板一直延伸到飛行甲板的前端和側麵，從而極大地提高了航母的適航性和耐波性。
1944年3月7日，“大鳳”號航空母艦建成服役，並立即被作為主力航母編入第一機動部隊，不久即參加了世界海戰史上規模最大的一場海空大戰——馬裏亞納大海戰。1944年6月19日，在出征馬裏亞納的途中，“大鳳”號被美軍“大青花魚”號潛艇用魚雷擊沉。這艘被日本海軍寄予厚望的新型裝甲航空母艦，建成服役後首次參戰就“出師未捷身先死”，在連美國海軍的艦載機都沒有遇到的情況下，葬身在塞班島以西的萬頃波濤之中。
實際上還在“大鳳”號航母建造的過程中，特別是在中途島海戰慘敗之後，日本海軍已經明顯地感到對於大批新型航母的迫切需求，而臨時改裝成的航母隻不過是權宜之計，在作戰性能上根本無法與專門設計建造的“純種航母”相比，所以日本海軍終於還是下決心要建造大批新型航母。然而考慮到本國的綜合國力，特別是造船能力與作戰需求之間的巨大反差，日本人再也不敢建造“大鳳”號那樣“豪華”的重型航母了，而是決定以中型航母“飛龍”號為設計藍本，簡化設計，建造一級實用型的航空母艦——“雲龍”級。“雲龍”級航空母艦原計劃建造15艘，但這一計劃實在是與日本的造船能力相去甚遠，力不從心的日本海軍最終隻建成了3艘——“雲龍”號、“天城”號和“葛城”號，另有3艘隻完成了工程量的60％—80％。
“雲龍”級航空母艦的標準排水量為17 150噸，水線長227.35米，寬22米，吃水7.86米；動力裝置總功率為15.2萬馬力（“葛城”號為10.4萬馬力），最高航速為34節（“葛城”號為32節），續航力為8 000海裏（航速18節時）；飛行甲板長約216.9米，寬約27米，艦載機數量為65架；艦上裝有127毫米艦炮12門、25毫米高炮93門，編製艦員1 100人（“葛城”號為1 500餘人）。
“雲龍”號、“天城”號和“葛城”號，均於1944年建成服役，但是此時的日本海軍已經是日薄西山，昔日不可一世的機動部隊早已灰飛煙滅，新建成的“雲龍”級航空母艦也就失去了表演的舞台，最終的歸宿也可謂是淒涼。“雲龍”號於1944年12月19日，被美軍“紅魚”號潛艇擊沉；“天城”號於1945年7月28日，遭美軍飛機空襲後橫傾翻倒，後於1947年被解體；“葛城”號則被美軍用作比基尼島原子彈試驗的靶船，於1946年7月30日沉沒。僅僅建成了3艘的“雲龍”級航空母艦，由此也就成為了名副其實的“帝國海軍”的“末代航母”。
在日本海軍建造和使用航空母艦的曆史上，從第一艘“純種航母”——“鳳翔”號開始，至第二次世界大戰結束，日本海軍共有25艘航空母艦服役。其中專門設計建造的航空母艦有10艘，即“鳳翔”號、“龍驤”號、“蒼龍”號、“飛龍”號、“翔鶴”號、“瑞鶴”號、“大鳳”號、“雲龍”號、“天城”號和“葛城”號；改建、改裝的航空母艦有15艘，即“赤城”號、“加賀”號、“祥鳳”號、“瑞鳳”號、“龍鳳”號、“大鷹”號、“衝鷹”號、“雲鷹”號、“隼鷹”號、“飛鷹”號、“神鷹”號、“海鷹”號、“千歲”號、“千代田”號和“信濃”號。其中唯一一艘未受損傷的航母“鳳翔”號，也許是由於其作為第一艘“純種航母”在世界航空母艦的發展史上占有一席之地，在太平洋戰爭中才被日本海軍編為訓練航母，得以免遭戰火，但也於1947年被解體。
美國航母發展之路
與國小力單的日本海軍相比，美國海軍可謂是財大氣粗，憑借本國強大的工業基礎以及派生出來的龐大軍工生產能力，在戰時航母的發展與補充上，始終以大批量建造“專用”大型攻擊型航母為主，力求在數量上和質量上都確立對日本海軍的絕對航母優勢。當然，美國海軍也沒有完全放棄改建航母之路，但這些改建的輕型航母主要用於擔負艦艇編隊的防空和反潛作戰任務。