El Hiyō tuvo una corta vida operacional en comparación con su gemelo el Jun'yō.
Debido a su limitada velocidad, inicialmente participó en misiones secundarias de movimientos de tropas y abastecimiento junto a su gemelo.
Recibió daño de bombas que lo obligó a regresar a Kure para reparaciones al final de 1942.
Sin embargo, en el Hiyō los daños no fueron considerados extremadamente graves, dos horas más tarde, presumiblemente torpedeado por un submarino desconocido; o lo más probable debido a una explosiva acumulación de gases (*) de combustible en espacios confinados y por errores en la ventilación, se produjo una gran explosión dos horas después del ataque que causó su hundimiento el 21 de junio de 1944.
(*)Nota: Cabe señalar que la Armada Imperial Japonesa usaba en ese periodo petróleo sin refinar proveniente de la Isla Tarakan, por tanto contenía una gran proporción de la fracción volátil (nafta de petróleo) que con temperaturas elevadas formaba atmósferas explosivas en ambiente confinado.