在華盛頓條約簽訂後，依照規定日本在已經有妙高級(4艘)和高雄級(4艘)的狀況下，應該不能在建造新的重巡，因此日本使用一種"走法律漏洞"的策略，先建造以重巡為基本設計，只搭載6吋砲當主砲的"重武裝輕巡"(當時對重巡的定義是排水量10000噸以下，搭載8吋砲以上的艦砲為主砲)，最上級搭載了新發展的15.5cm/60三連裝砲，論性能並不比20.3cm/50連裝砲來的差，特別在精準度上比後者還來的高，射速也為後者的2倍以上。另外值得一提的，最上和三隈兩艦跟空母蒼龍相同採用了電焊法建造，加上使用高強度的DS特殊鋼材，艦身排水量銳减為8500噸，符合當時對輕巡的規範。最上在1935年7月28日於吳工廠完工，隨即在試航時飆出了37節的高速度，備受各國的注目；然而最上在完工試航時，日本海軍連續發生"友鶴事件"和"第四艦隊事件"，船體強度和復原性被列為主要課題來重新檢討所有艦艇的結構，以電焊法建成的最上和三隈被認定為船體結構強度不足，因此展開了補強的作業，原本8500噸的排水量在補強後高達12000噸，就各項資料來看他的確是艘重巡，因此日本海軍當時把最上級的排水量及照片等都列為最高機密，以防被人看出其企圖。另外最上級的雷裝為三連裝發射管4座，比起高雄級新造時的火力還來的強大，不過為了安全性，魚雷發射管的位置一到了艦身的後段以避免在被攻擊時傷到主機，不過也因此沒有加裝次發裝填裝置

    1937年，日本宣布退出倫敦條約，除了開始建造大和級外，四艘最上級也進塢接受改造，將主砲換成了20.3cm/50連裝砲，並強化了部分的對空兵裝。在這次改裝後，最上級徹底的變成了重巡，只是日本為了保密，並未公開這項消息，就連美軍也是在中途島時，攻擊機低空俯瞰了已經遭到重創的三隈後才確定這項消息。在完成改裝後，最上級以最精銳重巡的身分編成了第七戰隊，隸屬於南遣艦隊。1942年2月27日至3月1日間，日本的南侵箭頭來到了荷屬西印度群島，美、英、荷、澳4國海軍編組成聯合艦隊，意圖利用艦隊摧毀日軍的補給船隊以造成日軍的壓力。28日，準備偷襲日軍運輸船隊的盟軍艦隊和護衛56艘運輸船隊的第七戰隊正面開火，在混戰中，美國重巡休斯頓號和澳洲輕巡伯斯號被日軍擊沉；隨後在第二天，盟軍艦隊的殘餘艦船準備突破日艦的包圍逃走，正好又跟擔任巡邏任務的第七戰隊碰頭，第七戰隊隨即連絡附近的妙高和足柄兩艦前來支援，結果日軍在佔盡優勢的狀態下重創了這隻艦隊，並取得了大勝

    1942年6月，第七戰隊參加中途島之役，編屬於主力部隊。6日清晨，準備為登陸部隊提供火力支援並轟炸中途島機場的第七戰隊，由於空母全部遭到擊沉，因此下令返航，當時海上大霧瀰漫，恰巧先頭艦熊野又發現有潛艇，因此下令全艦隊向左轉，結果3號艦三隈在發出燈號後隨即轉向，而4號艦最上則因為轉向不及，艦艏直接撞向正在轉向中的三隈，最上艦艏破損，僅能以12節的低速航行以避免沉沒，在確認沒有妨礙戰鬥航海的狀況下，栗田少將決定留下三隈以救助最上，然而就再最上和三隈正在低速回航時，美軍艦隊發現這兩艘落單的巡洋艦，並展開兇猛的攻擊，三隈被美機直接衝撞船舯部分，全艦的電力瞬間中斷，隨後在俯衝轟炸機連續的攻擊下，三隈開始起火燃燒，最後在6日下午六時左右沉入大海，最上在救助三隈乘員後，速力經修復後以回復20節，同時美機也停止了攻擊，因此躲過沉沒的命運

    1943年4月30日，最上的修復作業完成，並在修復途中隊最上進行改裝，撤除了原本裝置在後甲板的2座砲塔，並將操作水上偵察機用的甲板延長到了艦尾，加強了防空火力並追加新型的電子武裝，經過這次改裝，最上成為能夠搭載11架水上偵察機的航空巡洋艦，足以在艦隊中擔任耳目的工作。不過最上始終都沒有裝載足夠的水上偵察機，因此也無從發揮他航空巡洋艦的強大偵蒐能力

    1944年6月，美國機動部隊進攻塞班島，日本發動阿號作戰，雙方爆發馬里安納海戰，結果不但第一機動部隊旗艦大鳳爆炸沉沒，空母翔鶴和飛鷹也被擊沉，其他幸運的未沉的空母也被打成重傷。日本航艦戰力嚴重受損，當時最上編入小澤中將所指揮的第三艦隊，擔任索敵偵查任務，不過並未取得任何戰果

鈴谷(エォビ)

    1944年10月，美國終於進攻菲律賓，日本也在當時發動捷一號作戰，由栗田中將率領的第二艦隊，奉命高速突入雷伊泰灣攻擊登陸中的美軍，雙方爆發雷伊太灣海戰。10月25日上午，第二艦隊在薩馬爾島外海遭遇美軍護航空母艦隊，第二艦隊馬上發動追擊，鈴谷向美軍艦隊掃以強大的火力，但也遭到美軍艦載機轟炸，多枚至近彈導致鈴谷操舵困難，陷入無法航行的狀態，此時一枚命中彈擊中水上機射出甲板，並在魚雷座的附近爆炸，當場引爆了正在裝填的魚雷，這場爆炸使艦身大量進水，並且起火燃燒，最後在乘員撤出後，由日軍驅逐艦的魚雷擊沉

熊野(ゑネソ)

    熊野在1937年10月31日於川崎神戶造船廠完工，為最上級四號艦；如同前述，最上在試航時出現艦身強度不足的問題，但所幸當時熊野正在船塢中建造，因此可以在下水前立即改善結構，就某方面來說熊野可以說是鈴谷型二號艦

    1944年10月，美國終於進攻菲律賓，日本也在當時發動捷一號作戰，由栗田中將率領的第二艦隊，奉命高速突入雷伊泰灣攻擊登陸中的美軍，雙方爆發雷伊太灣海戰。10月25日上午，第二艦隊在薩馬爾島外海遭遇美軍護航空母艦隊，第二艦隊馬上發動追擊，熊野和美軍驅逐艦瓊斯頓號展開砲戰，雖然成功重創瓊斯頓號，不過也遭到瓊斯頓號的魚雷擊重艦艏，前部砲座電力中斷並開始大量進水，這次魚雷攻擊差點炸掉了整各艦艏，因此只好以12節的速度回航。艦隊回航第二次經過聖伯納狄諾海峽時，熊野又遭到敵機攻擊；26日，熊野在明多羅海峽的時候又遭到美機攻擊，艦橋和煙囪附近被三枚500kg炸彈直接擊中，煙囪慘遭炸燬，在輪機受創下，熊野的航速也僅剩下10節。在到達馬尼拉後，熊野可以說是遍體鱗傷，在緊急處理下，航速回復到了15節，並在11月5日，和重巡青葉及幾艘海防艦一同護衛6艘商船至高雄。6日，熊野在行經菲律賓的可隆灣時遭受美軍潛艦的攻擊，一枚魚雷直接擊中熊野已經殘破不堪的艦艏，，一枚魚雷則是擊中了機艙外壁，艦身立刻大量浸水，熊野也失去航行能力，幸虧處置得宜才免於沉沒，因此熊野只好由商船拖曳到聖塔克魯茲港修復，終於恢復了6節的航速

　　1944年11月25日，美軍進攻呂宋島北部，大批艦載機空襲聖塔克魯茲港，停泊在港中的熊野遭到30架的美機集中攻擊，被命中4枚炸彈和5枚魚雷，引起大量進水和連鎖爆炸，最後沉沒在港中