Khởi đầu Thế Chiến II, Ashigara tham gia cuộc Chiếm đóng the Philippines trong tháng 12 năm 1941. Sau đó, trong Trận chiến biển Java vào ngày 1 tháng 3 năm 1942, nó đã góp phần vào việc đánh chìm tàu tuần dương Anh HMS Exeter và tàu khu trục HMS Encounter.

Từ năm 1942 đến năm 1944 Ashigara được phân công các vai trò tuần tra và vận chuyển binh lính nên không có hoạt động tác chiến nào được ghi nhận.

Trong Trận chiến vịnh Leyte vào ngày 24 tháng 10 năm 1944, Ashigara dưới quyền chỉ huy của Thuyền trưởng Đại tá Hải quân Hayao Miura được phân về lực lượng của Phó Đô đốc Kiyohide Shima cùng với Nachi và tám tàu khu trục. Lực lượng này tiến vào eo biển Surigao vào ngày 25 tháng 10 sau khi lực lượng của Đô đốc Shoji Nishimura đã bị tiêu diệt. Ashigara và Nachi đã phóng các quả ngư lôi của chúng vào đối phương rồi rút lui. Trên đường rút lui Nachi bị hư hại do va chạm với chiếc tàu tuần dương Mogami.

Vào tháng 12 năm 1944, Ashigara tham gia vào cuộc tấn công lực lượng Mỹ đang đổ bộ lên đảo Mindoro thuộc Philippines. Vào ngày 26 tháng 12, nó chịu đựng một đợt không kích và bị hư hại bởi một quả bom 227 kg (500 lb), nhưng vẫn có thể bắn phá vào bãi đổ bộ của quân Mỹ trong ngày 27 tháng 12.

Vào ngày 8 tháng 6 năm 1945, Ashigara rời Batavia đi đến Singapore với 1.600 binh sĩ trên tàu và được hộ tống bởi tàu khu trục Kamikaze. Tại eo biển Bangka, chúng bị các tàu ngầm Đồng Minh USS Blueback, HMS Trenchant và HMS Stygian chặn đánh. Kamikaze tấn công Trenchant bằng hải pháo, buộc nó phải lặn xuống, rồi tiếp tục tấn công bằng mìn sâu, nhưng thuyền trưởng là Trung tá Hải quân Arthur Hezlet phát hiện ra Ashigara và bắn một loạt tám quả ngư lôi vào chiếc tàu tuần dương lúc khoảng 12 giờ 15 phút. Ashigara trúng phải năm quả ở khoảng cách 3.600 m (4.000 yard),[2] rồi bị lật úp lúc 12 giờ 37 phút. Kamikaze cứu được 400 binh sĩ và 853 thành viên thủy thủ đoàn, trong đó có Thuyền trưởng Chuẩn Đô đốc Hayao Miura.