1937年4月，日本开始实施上述计划，以资助民间航运的方式，参与商船设计，建造可以改装为航空母舰的大型商船，以便战时征用改造，增强航空母舰的战斗力。凡是排水量在6000吨以上，航速在19节以上的客轮、货轮，政府均会在建造过程中给予一定的奖励。1941年，日本正密谋偷袭停泊在珍珠港海军基地的美军太平洋舰队，预料到可能会爆发全面战争，于是征用了正在建造中的“春日丸”、“八幡丸”和“新田丸”三艘万吨级邮船，改装为标准排水量为17000吨的全通型航空母舰，称为大鹰级。“春日丸”号、“八幡丸”号和“新田丸”号分别被改叫做“大鹰”号、“云鹰”号和“冲鹰”号，它们以游步甲板为机库甲板，上面加造5米高的飞行甲板。“大鹰”号、“云鹰”号和“冲鹰”号除加强了船体的强度外，还为防止重心上升增加了压载重量。
大鹰级航空母舰的标准排水量为20000吨，飞行甲板长183.7米，航速为27节，可以搭载飞机27架，装备有8座127毫米的主火炮和8座25毫米的防空火炮。
“大鹰”号于1941年5月由佐世保海军造船厂进行改造，同年9月完工，被编入第5航空战队，稍后改编入第4航空战队。由于它是用商船改装的航空母舰，所以在性能上远不及正规航空母舰，完工后从未作为航空母舰使用，多半用于训练及飞机运输任务，只能算是飞机运输舰。1942年中途岛战役后，日本联合舰队第一线航空母舰损失惨重，因此“春日丸”号在1942年8月被更名为“大鹰”号，正式编入日本航空母舰行列之中。服役期间，“大鹰”号只参加了一次战斗部署，其余时间主要是执行训练和运输任务，1944年8月18日在菲律宾吕宋岛西北，“大鹰”号被美国海军“红石鱼”号潜艇击沉。
“云鹰”号于1939年10月31日下水，完工后被军队接管，在吴港海军船厂被改装为航空母舰，1942年5月31日完工。服役期间只用于运输和训练，在1944年9月15日，在中国南海东沙群岛东南“云鹰”号被美军“石首鱼”号潜艇击沉。
“冲鹰”号于1939年5月20日下水，在舾装期间被军队接管，在吴港海军船厂被改装为航母，1942年11月25日完工。服役期间也是只被用于运输和训练，1943年12月4日，在日本伊豆群岛八丈岛以东海域“冲鹰”号被美国“旗鱼”号潜艇击沉。
大鹰级的这3艘航空母舰，是日军在第二次世界大战期间为弥补反潜护航力量的不足改装而成的。因为只是经过简单改装，机库比较小，仅增加了相对较短的飞行甲板，并且没有岛式上层建筑，也没有弹射器和阻拦索。它们的航速较正规航空母舰也相差甚远，所以只能为运输船队进行警戒、护航或充当运输飞机的平台，主要用于训练和飞机运输，不能跟随战斗编队出战，因此均未参加过较著名的战役。
隼鹰级
隼鹰级航空母舰包括“隼鹰”号和“飞鹰”号两艘，它们的改装过程与大鹰级十分类似。1940年东京举办奥运会，日本邮政省出于需要，决定建造2艘大型豪华油轮“僵原丸”号和“出云丸”号。日本军方愿意提供60％的补助经费，但要求这2艘邮轮必须达到船长210米、宽25米以上的规格，而且航速要在24节以上，排水量在26600吨～27000吨之间，并且可在3个月之内改装为航空母舰，“僵原丸”号和“出云丸”号邮轮也就是“隼鹰”号和“飞鹰”号的前身。
“僵原丸”号于1939年3月在三菱长崎厂开工，“出云丸”号于同年11月30日在川崎神户造船厂动工。邮轮的建造工作尚未完成，日本海军就决定将其改造成航空母舰，并由军方收购。隼鹰级的改造工程在高度保密的情况下进行，“僵原丸”号在1942年5月初完工，7月中旬更名为“隼鹰”号。“出云丸”号则在同年7月底完工，并被命名为“飞鹰”号。隼鹰级的舰岛设计很新颖，烟囱与舰岛合并向外倾斜26度以减少排烟造成的干扰。虽然该级航母由邮轮改造而来，内部有许多木制装潢隔间必须进行拆除以防止发生火灾，但隼鹰级在整体性能上却足以与正规航空母舰“飞龙”号相抗衡，
隼鹰级航空母舰的标准排水量均为27500吨，舰长215.3米、宽126.7米，飞行甲板长210.3米、宽27.3米，航速为25.5节，续航力12251海里／18节，可搭载飞机53架，装备有76座25毫米高射炮和28挺13毫米高射机枪。
隼鹰级的两艘航母于1942年被编入第3舰队第2航空战队。虽然隼鹰级航空母舰的航速无法跟上第一、第二及第五航空战队的主力航母，但由于中途岛海战中日本海军主力航空母舰损失殆尽，隼鹰级两舰反而成为战争中后期的主力航空母舰，并且多次出现在海战战场上。
在1942年末的海战中，“隼鹰”号的舰载机击沉了美国航空母舰“大黄蜂”号，这次海战也是日本海军最后一次取得航空母舰大战的胜利，但日本损失的舰载机比美军还要多，而且与美军不同，日本已经再也经受不起如此惨重的损失了。1944年6月，隼鹰级两舰编入第1机动舰队第2航空战队参加了马里亚纳大海战，20日下午“飞鹰”号在舰载机倾巢而出后，被美军舰载机乘虚而入，1枚鱼雷命中，鱼雷爆炸后破坏了航空燃料库，挥发后的油气弥漫在舰艇内部。两个小时后油气被引爆，随后发生了无法控制的大火，强烈爆炸使“飞鹰”号在爆炸后不久便倾覆沉没。在同一天里，“隼鹰”号也被2枚炸弹命中，被迫返回日本海军船厂进行大修，修复后的“隼鹰”号主要担任训练和运输飞机的任务，因而没有参加莱特湾海战而幸存到战后，于1947年被拆解。
“神鹰”号和“海鹰”号
“神鹰”号是由商船改装而成的一艘护航航空母舰，但比较特别的是，它的前身是一艘德国商船“沙恩霍斯特”号。该船于1935年在德国不来梅建造，属于德国洛德航运公司远东航线的定期邮轮，排水量为18184吨。在一次定期航程停泊于日本时，恰巧赶上了欧洲战争的爆发，因为大西洋的制海权掌握在英国海军手中而无法返回德国，只好滞留在神户。1942年“沙恩霍斯特”号被日本海军收购，同年9月进行了航空母舰改装。由于该船的原厂材料难以获得，所以改装工作进展缓慢，一直到1944年春季才在吴港海军造船厂完成。
和其他护航航空母舰相似，“神鹰”号的改装也比较简单，只有一个小型机库和相对较短的飞行甲板，没有安装岛式上层建筑，也没有弹射器和阻拦索。只将船体加宽以增加稳定性，因此该舰只能用于训练。
“神鹰”号的标准排水量为17500吨，满载排水量为20586吨，舰长199米，宽25.6米，飞行甲板长180米、宽24.5米，航速为21节，续航力为8000海里／18节，可以搭载舰载机33架。该舰装配有8座127毫米火炮和30座25毫米炮。
从航速上可以看出，“神鹰”号航母充其量也不过就是一艘飞机运输舰。该舰于1944年7月被编入第1海上护卫队，担任船队的护航任务。1944年11月17日，在一次从日本到新加坡的护航任务中，在济州岛以西水域被美军“锹鱼”号潜艇击沉，结束了短短5个半月的航母生涯。
“海鹰”号航空母舰的前身“阿根廷丸”号，于1939年5月在三菱长崎厂完工，也是日本大型商船“奖助金”支持下的产物。在中途岛海战之后，日本的大型航空母舰遭受到了重大的损失，使日本在太平洋战区只剩下两艘祥鹤级重型航空母舰。因此，日本在1942年，征用大阪商船公司所属的客货轮8000吨级“阿根廷丸”号，正式改造成13600吨的全通型轻型航空母舰，主机由柴油机改为阳炎级驱逐舰上的蒸汽轮机。航速由原来的21.5节增加到23节。
“海鹰”号航空母舰的标准排水量为16700吨，舰长159.59米、宽21.7米，飞行甲板长160米、宽23米，是“鹰”字号航空母舰中最袖珍的一款，航速23节，续航力7000海里／18节，可以搭载24架舰载机，同时装配有8门127毫米高射炮。
由于“海鹰”号航速太慢，只能从事船队护航、运送飞机等后勤任务，从未投入到前线作战。该舰于1943年11月23日改造成功后，在1943年12月到1944年12月期间，充当飞机运输舰和训练舰。莱特湾海战后，由于缺少航空母舰，日本将“海鹰”号编入第1航空战队序列。1945年3月19日在吴港中，遭美军空袭受损，被拖回濑户内海的别府湾作为训练用的靶船。同年7月24日再次遭到英国海军航空兵攻击，被迫搁浅，直到二战结束都没有被修复好，1946年9月被美军下令解体。
“大凤”号：日本最后一艘大型航空母舰
“大凤”号航空母舰是日本海军所建造的最后一艘正规的重型航空母舰。从1939年起，日本开始实施为期6年的造舰计划，按照海军扩建计划的规定，日本海军着手建造新型航空母舰。当时，野心勃勃的日本海军以美国海军作为对手，因此日本海军急需扩充航母舰队的力量，以对抗游弋在太平洋上强大的美国海军。日本海军意识到，美国已经拥有了5艘大型航空母舰，并且还有2艘处于建造过程中，日本则只有“赤城”号、“加贺”号、“苍龙”号、“飞龙”号、“祥鹤”号和“瑞鹤”号6艘主力航空母舰，所以日本海军计划再建造一艘大型航空母舰与美国海军相抗衡。日本海军经过分析后认为，在兵力对比上日本海军要弱于美国海军，因此要想取得战争的最后胜利，就只能借助自身训练有素、特别擅长夜战和近战的特点，迫近美军舰队打“肉搏战”。而这样做的话，就得冒受到打击的危险，并且由于要接近敌舰，所以必须要加强航空母舰的防护能力，最主要的是要加强航空母舰的装甲防护。“大凤”号就是在此思想的指导下，建造的一艘“不逊于美英航母的具有现代形态”的航空母舰。
“大凤”号航空母舰的建造任务由日本川崎重工业公司承担，在1939年“大凤”号的建造预算获得通过后，日本海军即着手开始设计建造，并于1941年顺利完工。“大凤”号的标准排水量为35000吨，最大排水量为37200吨，舰长为253米、宽27.5米，飞行甲板长257.5米、宽30米。该舰航速为33.3节，续航力10000海里／18节，可以搭载飞机共61架，其中包括19架“烈风”式战斗机、6架“彩云”式侦察机和36架“流星”式攻击机，由于机库已经满载，有13架必须露天停放在飞行甲板上。该舰装备有12座九八式双联装100毫米高射炮，66座九六式三联装25毫米机关炮和22座13毫米炮。
“大凤”号航空母舰在设计中吸取了从实战中获得的经验教训，为了对付美国海军俯冲式轰炸机的攻击，采用了100毫米厚的飞行装甲板，飞行装甲板可以承受500公斤航空炸弹的轰击。这样厚的装甲可以改变飞行甲板的脆弱性，以利打近战，深入到敌舰载机作战半径内突击敌舰船。同时“大凤”号上还采用了先进的区域火控装置和自动喷水灭火系统，以防止火灾的发生，在日本海军中，“大凤”号率先采用了能够抗风暴的全封闭式舰首，舰首外板一直延伸到飞行甲板前端和侧面，从而提高了航母的适航性、耐波性，增加了飞行甲板的长度和最前部飞行甲板的强度。由于“大凤”号采用了诸多的防护措施，在日本海军的航空母舰建造史上，被认为具有划时代意义，日本海军也将其吹嘘为“不沉的航空母舰”。
但“大凤”号的设计也产生了新的问题，例如，考虑到飞机出动后对空防御能力薄弱，“大凤”号加强了防护装甲，而由于装甲重量的增加只好减少飞机的搭载数量；原设计的排水量是33900吨，但为了增加消防设备和高射机枪座而增加到35000吨。又因为飞行甲板的装甲加厚、重量增加而导致舰体重心提高，又不得不拆除一层停机库，却因此降低了干舷的高度。
“大凤”号在正式服役后，配属在第1机动舰队，与“祥鹤”号、“瑞鹤”号三足鼎立，使得第1机动舰队共有航母9艘、飞机450架，成为日本海军的中流砥柱。
1944年6月19日，“大凤”号第一次出击，参加了马里亚纳大海战，在送走攻击队最后1架飞机后，却被正急于寻找“猎物”的美军“大青花鱼”号潜艇发现。美军潜艇立即向“大凤”号发射了6枚鱼雷，其中1枚鱼雷准确无误地击中了“大凤”号的燃油舱。在通常情况下，两三枚鱼雷对“大凤”号航空母舰的攻击如同隔靴搔痒，根本起不到任何的作用。但是，“大凤”号上的人员在爆炸发生后，犯下两个致命的错误，首先他们启动舰上的通风系统以排除弥漫在舰内的油气，结果电力系统产生的火花瞬间引燃了油气，爆炸的冲击波无法炸穿飞行甲板的装甲，而是在舰内部造成“闷炸”，惊人的爆炸摧毁了舰内所有较薄弱的结构。另外，“大凤”号被鱼雷命中后，产生的猛烈爆炸将舰上的升降梯毁坏，为了封闭该处，负责抢修的船员无意中将通风口堵塞，使得从油管中渗漏出的大量可燃气体聚集起来，大约在下午2点32分，由于电火花而引起了惊天动地的大爆炸。当时正好站在舰桥上的高级参谋大前敏一大佐看见，“大凤”号的飞行甲板突然“像富士山那样鲜花盛开”。下午4点26分，在夜幕降临之际，这艘标准排水量为35000吨，刚刚才服役的被日本海军自豪地称为“不沉的航空母舰”的最新型装甲航空母舰，在塞班岛以西500海里处沉没。在它沉没之前，2150名舰员中只逃出了不到500人。
日本在损失“大凤”号后立即改善了所有航空母舰的通风设备，但“大凤”号的沉没对战斗力和士气的打击却永远也无法弥补。“大凤”号从完工到沉没，只经历了短短的3个月零12天。
“信浓”号：首航就沉没的航空母舰
“信浓”号航空母舰，是日本海军在航母改装上的代表之作。该航母原本是超级战列舰“大和”号系列的第三艘，它在“大和”号和“武藏”号动工之后的1940年5月开始兴建，地点是日本的横须贺造船厂。但是在施工期间，日军在中途岛遭到惨败，四艘重型航母被击沉，导致日军航母机动力量大大减少，日美的海上军事力量已经有了极大的差距，曾经强大的联合舰队的主力航母不是被击沉就是重伤，能够作战的航空母舰已经很少，日本海军已经到了穷途末路的地步。出于无奈，日本海军只能下令将已经完成一半建造计划的“信浓”号战列舰改建成航空母舰。
