航艦飛龍號是在昭和九年度(1934)的第二次補充計劃(丸二計劃)中預定建造的航艦二號艦。原來本艦預定在一號艦蒼龍號開工後一年動工建造，艦型與一號艦同型，不過後來由於大改裝後的航艦加賀號的運用實績，和蒼龍號的建造經驗，而使得飛龍號在設計上做了許多的修正，以致於當建造完成時，飛龍號實際上已經與蒼龍號完全不同，可以獨立稱級了。

　　相對於蒼龍級，飛龍級空母的改良項目不少，如:艦首乾舷的增加、舵型的改變、船體強度的增加、防禦力的強化、續航距離的增加、飛行甲板的加寬、島型艦橋位置上的調整等等。結果，由於重新設計耗費時日，開工日期也因此延後，以致於比計劃中的竣工日期晚了一年半以上。完成時的數據如表上所記載，艦載機搭載情形則是九六式艦戰常用十二架補用四架，九七式艦攻常用九架補用三架，九六式艦爆常用二十七架補用九架，九七式艦偵常用九架，合計常用五十七架補用十六架，與蒼龍級相同。

　　相對於蒼龍級，本艦在飛行甲板的長度上沒有變更，但是卻比蒼龍級寬了一公尺，這是從改裝後的航艦加賀號上取得的操作經驗，不過，雖然飛行甲板變寬了，但是全體並沒有加寬。蒼龍級的島型艦橋與改裝後的加賀號一樣，是位於右舷前方，航空本部鑒於加賀號的操作經驗，發覺將艦橋置於舷側中央將有助於發著艦的作業，所以命令以後建造的航艦都要將艦橋置於艦體長度的中央，所以飛龍號的島型艦橋就位在於舷側中央，從側影圖上十分容易辨識。但是，飛龍號右舷中央部位裝有兩座向下彎曲的煙囪，和穿越艦體的排煙通路，只好把艦橋移至左舷中央部。在理論上，煙囪與艦橋分別置於兩舷中央，具有平衡重量的優點，應該是一種十分理想的配置方式，不過，海軍卻在改裝完成後的空母赤城號上學到了一點教訓。赤城號也跟飛龍號一樣，煙囪和艦橋分置於兩舷中央，結果實際操作後卻發現這種設計會造成飛行甲板上的空氣亂流，而對起降作業造成困擾，於是海軍緊急下令更改回原來的設計，不過飛龍號的建造工事已經來不及變更，只能繼續完成。變更的影響見於後來完成的翔鶴級航艦，其島型艦橋回歸至原來右舷前方的設計，與煙囪置於同一舷。另外，飛龍號的艦橋構造比蒼龍號整整大了一號。

　　在船體上，飛龍號與蒼龍號也有顯著的不同。首先，是加厚了船體外板和甲板鋼板的厚度，以求得更好的船體強度和防禦力，而且，設於水線下的鋼板重量也讓飛龍號的重心更低。在結構上與蒼龍號最大的差別就在於本艦改用了全鉚接構造，捨棄了在蒼龍號上仍然運用的電氣熔接法(電焊)，這主要是因為第四艦隊事件的發生，而使得日本海軍全面禁止在軍艦上使用對於結構上較存慮的電焊法。雖然使用鉚接法建造的船身比較堅固，但是製造時間上仍是以電焊法較為有利，日後美國海軍在戰中的大量造艦，就是運用了電焊法。日本海軍自己廢了電焊法的功夫，實在是相當可惜，到了戰爭末期，才重新使用此法建造急造船隻。此外，本艦的輪機較蒼龍號馬力大上一千馬力，但是因為強化了船身強度，排水量比蒼龍號大上1800噸，所以速力上也較蒼龍號慢0.2節。此外，由於在蒼龍號上使用的橫列吊下式平衡雙舵被認為不好用，所以到了本艦改用了半平衡式一枚舵。

　　在武器上，大致與蒼龍號相同，不同處為 飛龍號是第一艘裝用25mm三連裝機槍座的空母，並與25mm連裝混載使用。

　　飛龍號完成後，就與准姊妹艦蒼龍號編成第二航空戰隊。昭和十五年(1940)九月，日軍進駐北法屬印度支那，第二航戰只有飛龍號出擊參加行動。隔年七月，日軍進駐法屬印度支那南部，飛龍號才跟蒼龍號一起參加支援任務。作戰結束後兩艦都回到本土，為了即將來臨的夏威夷攻擊作戰而展開嚴格的訓練。

　　昭和十六年(1941)十二月八日，飛龍號與其他五艘中大型航艦一起對美國在太平洋上最大的海軍基地珍珠港發動了奇襲，太平洋戰爭隨之爆發。在結束珍珠港的攻擊任務回國途中，第二航空戰隊奉命前往威克島支援久攻不下的登陸作戰，在強而有力的空中力量支援下，日軍不久就攻下此島。昭和十七年(1942)一月，飛龍號與蒼龍號一起南下參加攻略荷屬東印度群島的支援作戰。二月，在帛琉與第一航空戰隊會合，先是轟炸了澳洲的達爾文港，後是進入了印度洋。機動部隊的飛行員以高超的技術在印度洋擊沉了英軍的重巡洋艦兩艘以及輕航艦一艘。飛龍號以及他的戰機們在戰場上證明了他們是世界上戰力最強的航空戰隊，但是，即使是如此的風光，卻仍逃不出命運的翻弄。

　　昭和十七年(1942)六月五日，飛龍號參加了史無前例的大規模海戰中途島攻略戰，與其他三艘航艦─同戰隊的蒼龍號、第一航戰的赤城號和加賀號航艦同屬南雲中將的機動部隊麾下，任務是奇襲中途島基地，徹底毀滅該島戰力，並誘出美國航艦加以殲滅，但是，這個計劃卻因為密碼遭美軍解破而曝光，使得美軍能掌握日本的各步行動，調來了三艘航艦在中途島埋伏著，打算要以勇猛的強烈攻擊擊潰來襲敵軍。南雲機動部隊四艘航艦在嚴格的無線電靜默管制下悄悄逼近了中途島基地，發動了第一波攻擊隊攻擊中途島。但是由於攻擊隊機群被中途島美軍雷達發現，所以島上戰機都緊急疏開，加上防空火力強烈，使得屬於飛龍號的攻擊隊隊長友永大尉發回「需要第二次攻擊」的報告。

　　本來在機動部隊各艦飛行甲板上，預留了一支用來攻擊出沒敵艦隊的第二波攻擊隊，但是因為中途島攻擊不甚理想，於是南雲中將下令第二波攻擊隊改換陸用炸彈，在這先後來自中途島的美軍戰機陸續以猛攻方式襲擊南雲艦隊，但是卻因為技術不良以及零式戰機的攔截而根本沒有任何戰果。但是就在換彈結束後，卻突然傳來發現敵航艦艦隊的消息，坐鎮飛龍號的第二航戰司令山口多聞少將建議馬上派出戰機攻擊，但是南雲卻認為先花時間改換陸用炸彈為攻艦用的魚雷，還有收容第一波攻擊隊在程序上較為合理。結果事實證明南雲的決定是錯的，就在四艘航艦都把飛行甲板上的各項事務處理完畢，正要迎風放出飛行隊攻擊美國艦隊時，美國艦載俯衝轟炸機突然出現，將在甲板上載滿了炸彈油料以及戰機的日本航艦化成了一團火海。由於飛龍號位置較其他三艘航艦為遠，得以躲開了這次毀滅性的俯衝攻擊。

　　在其他三艘空母都化成一片火海後，在飛龍號上的山口少將接管了作戰指揮權，並隨即在當地時間十時四十分派出戰機反擊，該攻擊隊由小林道雄大尉指揮，記有零戰六機、九九式艦爆十八機。中午十二時，該攻擊隊對以航艦約克鎮號為中心的美軍TF17發動攻擊，小林攻擊隊雖然由於美軍戰鬥機的攔截以及猛烈密集的防空炮火而損失慘重，只有八架戰機得以倖存，但卻給美軍航艦帶來嚴重的破壞，約克鎮號遭擊中三枚命中彈，其中一枚還是從煙囪裡一路掉到主機艙，炸壞了大部分的鍋爐。

　　十二時四十五分，在飛龍號上的山口以僅存力量發動了第二次攻擊，這次陣容包含了六架零戰以及十架九七式艦上攻擊機，由帶隊攻擊中途島的友永大尉率領，直撲美軍艦隊。其中友永大尉的座機在起飛前油箱已經損壞，而他自己也明白這樣的油料是不足以安全返航的。下午二時三十分，美軍艦載雷達首先發現友永的機群，便派戰機升空攔截，結果友永攻擊隊遭受了嚴重的損失，有半數的戰機遭擊落。友永大尉決心死命攻擊，於是帶領著殘餘的僚機對約克鎮號發動魚雷攻擊，友永本人投了雷以後就往約克鎮號撞上去，壯烈成仁，而其僚機在受其鼓勵下也拼命突破防線投射魚雷，其中有兩枚命中了約克鎮號。

　　接近黃昏時，山口計劃將飛龍號上的殘餘兵力─戰機六機、艦爆五機以及艦攻六機發動最後一次攻擊，但是美軍航艦攻擊隊卻先找上門來了。這時全艦人員，包括飛行員在內，都精疲力盡，從早上到現在飛龍號已經躲過二十六枚魚雷與七十枚炸彈，但是卻始終難逃一死。來自美軍企業號航艦的二十四架SBD俯衝轟炸機從天空呼嘯而下，由於沒有裝備雷達，加上空中戰機不足，飛龍號只能就這樣接受炸彈的洗禮。四枚炸彈擊中飛龍號，兩枚在第一升降機附近，兩枚在艦橋與第二升降機附近，飛龍號受傷嚴重，艦上燃起熊熊大火，雖然一度似乎得以控制，但終究無法得以救回。

　　午夜，山口少將下令全員棄艦，而自己則留在艦上與艦共存亡，他摘下了軍帽作為遺物，在艦橋裡與準備一同赴死的飛龍號加來止男艦長觀賞著月色，並以清水代酒。五點十分，驅逐艦卷雲號對飛龍號發射了兩枚魚雷，確定飛龍號開始下沉後便隨著艦隊撤退。但是飛龍號並沒有因此沉沒，到了第二天早上山本本隊裡的偵察機發現飛龍號正在漂流，並在艦上發現人影，就派驅逐艦谷風號前去營救，但是卻再也找不到飛龍號蹤影。事實上，飛龍號一直漂流到八點二十分，偵察機所看到的人影是機艙裡的倖存者，機關長萬代少尉一行人。這些人本來被困在機艙裡，差點喪命，但是卷雲號驅逐艦發射的魚雷卻打破了船艙使得他們得以逃生，後來他們被救起，成為了美軍的俘虜。

　　飛龍號與其成員是當時世界上實力最強的空母之一，他在中途島戰役中悲壯的事蹟令人動容，也成為日後人們傳頌不已的故事。