Po utracie kilku lotniskowców w toku działań wojennych, zdecydowano przebudować oba okręty typu „Chitose” na lotniskowce, co przeprowadzono w 1943. „Chitose” otrzymał pokład startowy o rozmiarach 180 x 23 m i jednopiętrowy hangar z dwoma podnośnikami. Dla polepszenia stateczności i obrony przeciwtorpedowej, kadłub otrzymał po bokach bąble przeciwtorpedowe. Okręt miał dwa kominy wychodzące poziomo pod poziomem pokładu lotniczego na prawą burtę: dziobowy odprowadzający dym z kotłów i rufowy, odprowadzający spaliny silników. Uzbrojenie artyleryjskie stanowiły cztery podwójne stanowiska dział uniwersalnych 127 mm (po dwa na burtę) i 30 działek automatycznych 25 mm, w potrójnych stanowiskach. Liczbę działek później zwiększono do 48.
Służba Przed wojną i pierwszy etap wojny 1941–1942 15 listopada 1939 „Chitose” został okrętem flagowym 17 Eskadry Transportowców Wodnosamolotów nowo utworzonej 4 Floty stacjonującej w atolu Truk (w skład eskadry weszły też „Kinugasa Maru” i „Kamoi”). Przed wybuchem wojny na Pacyfiku załogi okrętów między innymi zajmowały się rozbudową baz wodnosamolotów na dostępnych dla Japończyków wyspach Pacyfiku (w Truk, Palau, Kwajalein i na Saipanie).