Khởi đầu Thế Chiến II, Haguro có mặt tại Đông Ấn thuộc Hà Lan nơi nó đối đầu cùng tàu chiến đối phương ngoài khơi Makassar ngày 8 tháng 2 năm 1942. Nó đóng một vai trò quan trọng trong Trận chiến biển Java vào ngày 27 tháng 2, và đã góp phần vào việc đánh chìm tàu tuần dương Anh HMS Exeter và tàu khu trục HMS Encounter vào ngày 1 tháng 3.

Ngày 7 tháng 5 năm 1942, Haguro tham gia trận chiến biển Coral. Sau đó nó di chuyển đến khu vực quần đảo Solomon nơi nó tham dự trận chiến Đông Solomons vào ngày 24 tháng 8 năm 1942; hỗ trợ cho cuộc triệt thoái khỏi Guadalcanal vào cuối tháng 1 năm 1943; rồi bị hư hại nhẹ trong Trận chiến vịnh Nữ hoàng Augusta vào ngày 2 tháng 11 năm 1943. Ngày 19 tháng 6 năm 1944, nó sống sót sau khi trải qua trận chiến biển Philippine, và trong các ngày 23-25 tháng 10 năm 1944 nó bị hư hại nhẹ trong trận chiến vịnh Leyte.

Vào tháng 5 năm 1945, Haguro là mục tiêu của các tàu chiến Anh Quốc trong Chiến dịch Dukedom. Chi hạm đội Khu trục 26 tìm thấy nó cùng với tàu khu trục Kamikaze ngay sau nửa đêm 16 tháng 5 năm 1945 và bắt đầu tấn công. Trong trận chiến sau đó, Kamikaze chỉ bị hư hại nhẹ, nhưng Haguro trúng phải đạn pháo và ba quả ngư lôi Mark IX, bắt đầu chạy chậm dần và nghiêng 30 độ qua mạn trái. Đến 2 giờ 32 phút, Haguro bắt đầu chìm với phần đuôi chìm trước trong eo biển Malacca cách Penang 88 km (55 dặm). Kamikaze cứu được 320 người sống sót. Chín trăm người khác trong đó có Phó Đô đốc Shintarō Hashimoto và Thuyền trưởng Chuẩn Đô đốc Kaju Sugiura chìm theo con tàu. Sau này Chuẩn Đô đốc Sugiura được truy thăng lên Phó Đô đốc. Trận đánh này là hoạt động đấu pháo cuối cùng giữa các hạm tàu nổi trong lịch sử.

Haguro được rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân vào ngày 20 tháng 6 năm 1945. Xác tàu đắm của nó được tìm thấy vào năm 2003, cho thấy sự phá hủy đáng kể cấu trúc thượng tầng do trận chiến cuối cùng và cũng do các trận đánh trước đó.