年6月，志得意满的日本海*联合舰队派出大量作战舰艇前往中途岛，山本五十六海*大将一方面想要攻占中途岛，另一方面意图将美*太平洋舰队主力，尤其是航空母舰全部吸引到中途岛附近，然后一举聚而歼之。
然而日本人终究还是太过轻敌，为了实现如此宏伟的目标，日本人竟然都没有尽快完成翔鹤号和瑞鹤号航空母舰的抢修并将其加强给开往中途岛的海*机动部队，而仅仅只是派赤城、加贺、苍龙和飞龙号等四艘航空母舰对付美*的三艘航空母舰。劳师远征的日*在中途岛一方面要空袭岛上美*，以便为登陆部队扫清障碍；另一方面还要随时警惕可能出现的美*航母。这场作战最终以日本的惨败而告终，不断在反舰和轰炸岛屿之间摇摆的日本航母在一片混乱中纷纷挨了美*的炸弹，加满油的作战飞机和随意堆在机库各处的炸弹鱼雷不断殉爆，几个小时的时间里，参战的4艘航母全部爆炸沉没。失去了航母的机动部队只得仓皇向西撤退，和美*脱离了接触。
飞龙号航空母舰大战结束，稳住神的日本人突然发现，更大的麻烦来了：现在整个联合舰队只剩下翔鹤号和瑞鹤号两艘正规舰队航母了！只靠这两艘伤痕累累的航母，日*根本没有办法在太平洋上对美*形成哪怕是局部的优势，而根据情报，美国各地的船厂里，几十艘埃塞克斯级舰队航母和独立级轻型航母已经被摆上了船台，只要不到一年的时间，日本海*联合舰队就不得不面对铺天盖地的美*舰载机。
曾经使用舰载机在珍珠港取得过重大胜利的日本海*深知这种场面有多可怕，他们一方面催促造船厂加快最新的舰队航母大凤号的建造速度，另一方面开始挑选适合的商船和*舰改造成航母。然而，大凤号因为采用全新设计，建造速度根本快不起来；用商船和*舰改装的航母全是些“二把刀”，难堪大任。无奈之下，日本人把目光投向了刚刚被击沉的飞龙号留下的设计图纸。
飞龙号虽然比翔鹤号要小很多，而且也算不上先进，不过对日本海*来说，该型舰成熟的设计和日本船厂建造该级舰时积累的经验更为重要，因为这可以让日本海*更快的拿到*舰。几乎没经过什么争论，日本海*就决定继续按照飞龙号的图纸建造航空母舰，并且一下子就下了15艘的订单。
云龙级航空母舰两视图按照当初飞龙号的命名规则，为了体现和飞龙号的继承关系，新航母的首舰被命名为云龙号，该级舰也就被称为云龙级航空母舰。尽管有15艘的订单，但该级航母实际上只开工了6艘，分别是云龙号、天城号、葛城号、笠置号、阿苏号和生驹号，其中云龙号、天城号和葛城号最终在战争结束前建成服役，而笠置号、阿苏号和生驹号则因战局的发展而中途停工，最终未能建成。
云龙级航空母舰标准排水量吨，飞行甲板全长.9米，宽27米。首舰云龙号安装了最上级重巡洋舰的同款主机，最高航速可达32节，后续各舰因为战时日本*工生产的混乱而无法得到强劲的动力，只能使用阳炎级驱逐舰的主机，最高航速下降到30节以内。吸取了中途岛海战教训的日本海*极度重视加强云龙级航空母舰的防空能力，舰上安装了12座毫米高射炮，51座25毫米小口径高射炮。因为是专门设计的航空母舰，所以云龙级虽然舰体吨位不算大，载机量却不少，标准的载机数量为65架，其中包括15架零战，20架97式舰攻和30架99式舰爆。因为机库空间有限，这其中有11架飞机必须放置在飞行甲板上。
刚刚竣工的云龙号航空母舰云龙级首舰云龙号年8月1日开工，年8月6日竣工服役；二号舰天城号年10月1日开工，年8月10日完工；三号舰葛城号年12月8日开工，年10月15日完工，值得一提的是，葛城号是日本建造完成的最后一艘航空母舰。
云龙号服役几个月后的年12月，因为菲律宾战事告急，日本海*只好在缺乏护航的情况下派云龙号运送樱花特攻机和陆*补充人员前往菲律宾。此时的日本到菲律宾航线上到处都有美*潜艇在四处游弋，云龙号离开吴港后选择先向西开往中国沿海，然后沿着海岸线南下，以减少遇到潜艇的可能性，然而在12月19日，该舰还是在上海外海被美*潜艇击沉，舰上名官兵全员阵亡，无一幸存。
航行在海上的云龙号航空母舰天城号和葛城号服役后，一同被编入第一航空战队，因为此时早已没有舰载机可供航母使用，所以两舰一直停泊在吴港。年3月和7月，美*先后多次组织对吴港的大规模空袭，在空袭中，天城号和葛城号都被炸伤，天城号受损尤其严重，坐沉海底；葛城号伤势相对较轻，仅仅暂时丧失了行动能力。战争结束后，天城号于年被打捞出水并拆毁，葛城号则充当了一段时间的运兵船，负责从海外将放下武器的日*士兵运送回国。完成这项任务后，葛城号于年年底被送往船厂拆毁。
日本海*选择以飞龙号的设计为基础大规模建造航空母舰，应当算是符合实际情况的正确决定，如果战争爆发前日本就能预见到战争中航空母舰可能出现大规模战损的情况而提前开始云龙级建造工作的话，也许日本海*还能在战争中撑得更久，不过云龙级建造的终究还是太晚，该级舰服役时日本的劣势已经无法挽回，该级舰再也没有机会带着舰载机驰骋大洋，只能无奈的做做运兵船，或者停在港口里等着挨炸而已。