由於軍縮條約的限定，日本海軍積極想從各種不同的管道來增強自己的實力，所以在戰爭爆發前就出現了許多偽造艦或代造艦，其中最大型的大概就是由大型豪華客船中途改造而來的空母飛鷹型。當時日本海軍有一種鑽條約漏洞的辦法，就是與民間船公司合資建造大型的優秀高速客船，並在建造設計時賦予特別的功能，使其能在戰爭爆發後進廠迅速改造成為航空母艦使用。

　　大型郵船出雲丸和橿原丸就是在這種計謀下誕生的，一方面，是日本郵船公司為了因應1940年的東京奧運促成活動而建造的大型豪華航線郵輪，一方面卻是預備好飛行甲板的架設、升降機位置等的特設空母。原先決定政府方補助80%的費用，但是大藏省主張應降到50%，最後由海軍介入達成60%補助的妥協。排水量達24000噸級，日本前所未見的超大型郵輪出雲丸就在這樣的環境下開工。因應海軍的要求，本級艦擁有極為龐大的艦身，預計改造成空母之後將可容納58架戰機，相當於擁有中型空母的戰力。出雲丸在昭和十四年11月30日在川崎神戶造船所第四船台啟工，恰好的是，三天前正規空母瑞鶴號才剛從該船台下水。昭和十六年(1941)一月二十一日，日本海軍決定買斷該二艦，於是以48364000日圓買進，並再加上27800000日圓的兵裝費來將此二艦秘密改造成空母。出雲丸編成一零零一番艦。

　　改造完成的空母飛鷹級，從外觀上看起來極具特色，尤其是他那煙囪與艦橋混合為一體的大型艦島，和向外傾斜的煙囪，令人印象深刻。升降機前後各有一具，格納庫有兩層。搭載機原來預定配置零戰常用十二機，補用三機，九九式艦爆常用十八機，補用二機，九七式艦攻常用十八機，補用五基，共四十八機，補用十機。不過由於戰訓經驗，改成戰鬥機二十一機，艦爆十八機，艦攻九機的配置。此外，常用四十八機中的八到九機必須露天放在甲板上。炸彈攜帶量為800公斤54發，250公斤198發，60公斤348發，九一式航空魚雷27枚。另外，揚彈裝置，也就是將彈雷運上飛行甲板的裝置，大小各一具分別設置於前後。雖然因為是由商船改造過來，所以在裝甲防護和速度上與正規空母有所落差，不過在戰機運用上卻擁有與中型空母相當的實力，在戰爭中也證明了這一點。綜觀當代的商船改造航艦，大多是排水量萬噸上下、速力二十節左右、載機量二三十架，相較之下，飛鷹級就顯得優秀許多。大概只有義大利客船羅馬號改造過來的未完成空母能與之匹敵。不過，飛鷹級能有這樣優秀的表現，還不是因為日本海軍的苦心經營呢，或許，日本海軍在自豪飛鷹級能有這麼優秀的性能表現時，臉上表現出來的是一種萬不得已的苦笑吧？

　　飛鷹號竣工時已經是昭和十七年(1942)七月，中途島海戰已經以大敗收場，他服役後加入了新編的第三艦隊第二航空戰隊，與姊妹艦隼鷹號同隊。該年十月，日本海軍想要以大規模航艦殺入所羅門與美方一決死戰，而飛鷹號也擔任起艦隊航空主力的任務到達土魯克島，10月11日，艦隊由土魯克出擊，直往瓜達卡那爾島攻去，飛鷹號與隼鷹號組成的第二航空戰隊將與第一航空戰隊形成雙鉗之勢，夾碎該區域的美軍航空兵力和任何敵人航艦。不過，10月22日，飛鷹號卻在所羅門東部海域發生了輪機故障，無法繼續參加作戰，只得回航土魯克，結果就錯失參加南太平洋海戰(美方稱聖塔克魯茲大海戰)的機會。由戰果看來，如果飛鷹號能如期參戰，則美方必將損失更大。

　　錯失戰機的飛鷹號在回到國內後直到昭和十八年(1943)才再度下南洋前往土魯克島，不過這一次並非是要進入前線出生入死，而是將艦上所屬飛行部隊轉移至臘包爾執行"伊號作戰"。結果將臘包爾當作不沉航空母艦的伊號作戰不但沒有成功擊滅敵部隊，己方由航艦轉移至地面的航空部隊反而受到極大的損害。至此，日本海軍艦載航空兵力已經到達谷底，再也沒有辦法執行什麼積極的機動部隊作戰。同年6月10日，飛鷹號在從橫須賀出發前往土魯克基地的途中於日本近海的三宅島遭受美國潛艦的伏擊，一枚魚雷造成第一罐室嚴重損壞，突然間陷入行動不能的狀態。不過在救援部隊的協助下總算是回到了橫須賀進行修理。

　　由於原有艦載航空部隊消耗殆盡，而新訓練的航空部隊又尚未形成戰力，所以在馬里亞那海戰前，飛鷹號擔任的是飛機及物資的運輸任務，他在1943年後半年曾到過新加坡、馬尼拉、帛琉、土魯克、並曾往卡比延運送戰機。昭和十九年(1944)5月，飛鷹號終於收到改制以後的新艦載航空兵力：652空飛行隊。日本海軍以前是採用隨艦航空隊的制度，但是在1944年時改用了艦空分離制度。接著就南下塔威塔威，與機動部隊會合，準備進行絕對國防圈之戰。6月19日，馬里亞那大海戰爆發，此時飛鷹號上所搭載的戰機有零戰二十七機、艦攻天山六機、九九式艦爆十八機合計五十一機。此一編制與之前所定比起來，又增加了戰鬥機的數量。飛鷹號在這場海戰中屬於第三艦隊"乙部隊"第二航空戰隊。

　　19日黎明初醒，小澤機動部隊─第一機動艦隊的三群空母朝著東方航去，凌晨派出的偵察機於早上六時三十分在塞班島西一百海浬回報發現敵機動部隊位置，遂對此敵發動大規模的航空攻擊。這第一波攻擊共有從各行艦上起飛的戰機共246架，飛鷹號提供了其中的天山艦攻五架、零戰爆九架、零戰九架。10時30分，小澤艦隊發動起飛機數80架的第二波攻擊，飛鷹號上起飛了零戰十架、九九式艦爆十八架。這些波波飛往美國艦隊位置的戰機大多一去不反，慘死於美軍防空戰機和配備了VT信管的猛烈高射炮火下。而在這期間，艦隊裡的大鳳號和翔鶴號陸續遭受美國潛艦的雷擊而沉沒，於是，在下午整個艦隊轉往西退去，決定在整捕後再與敵決一死戰，不過，由於戰機損失過大，恐怕隔日的作戰將會是一面倒的悲慘情形。

　　二十日上午，小澤艦隊與油槽船會合，進行艦隻的補給作業，下午三時，索敵機又傳發現敵機，於是停止補給作業，全速向西退去，此時，索敵機又傳與敵機動部隊接觸，於是小澤下令艦隊轉向逆風放出戰機，不過這時所能用的戰機已經寥寥無幾。五十三十分，飛鷹號仍在忙著轉向起飛戰機，這時美軍大規模攻擊隊卻突然殺至，飛鷹號趕緊停止發艦作業，轉向回去追上退避中的本隊。下午六時，美國攻擊隊到達上空，飛鷹號開始在海面上劇烈扭動閃躲俯衝轟炸機投下的炸彈，但是，仍然難逃一難，一枚炸彈炸中艦橋後方，將桅干直接炸碎，並炸傷了艦長，炸死了飛行長和航海長，結果飛鷹號就只能由年輕經驗尚未老到的航海士來操縱。

　　一架美國魚雷機雖然在雷擊航路中遭到炮火擊中，冒著黑煙，卻勇敢的將魚雷正確無誤的投下，這一枚魚雷由於在極近的距離發射，飛鷹號根本來不及閃躲，被擊中了右舷的機械室。由於是商船改造過來的航艦，防護力不如正規空母，飛鷹號馬上陷入了航行不能的狀態。兩個小時後，大火蔓延全艦，加上彈藥誘爆使得火勢更加猛烈，艦長只得下令全體退艦。下午七時三十二分，飛鷹號艦首朝上沉入海中，約250名艦員隨著他沉入大海。