Vào lúc xảy ra cuộc tấn công Trân Châu Cảng, Hatsuharu được phân về Hải đội Khu trục 21 của Đội 1 trực thuộc Không hạm đội 1 Hải quân Đế quốc Nhật Bản, cùng với các tàu chị em Nenohi, Wakaba và Hatsushimo, và được giữ lại vùng biển nội địa Nhật Bản cho nhiệm vụ tuần tra chống tàu ngầm. Từ cuối tháng 1 năm 1942, nó được bố trí vào lực lượng chiếm đóng Đông Ấn thuộc Hà Lan, hỗ trợ cho các hoạt động đổ bộ tại Kendari thuộc Sulawesi vào ngày 24 tháng 1 như một phần của "Chiến dịch H". Vào ngày 25 tháng 1, nó bị hư hại do va chạm với tàu tuần dương Nagara và bị buộc phải rút lui về Davao để được sửa chữa khẩn cấp. Khi công việc sửa chữa hoàn tất vào ngày 11 tháng 2, nó hộ tống các tàu chở dầu đi đến Balikpapan, Tarakan và Makassar, tái gia nhập hải đội của mình vào ngày 26 tháng 2 và cùng với cả đơn vị quay trở về Xưởng hải quân Sasebo vào cuối tháng 3 để bảo trì.[5]

Từ tháng 5 năm 1942, Hatsuharu được phân công hoạt động tại các vùng biển phía Bắc, và được bố trí từ Quân khu Bảo vệ Ōminato cùng với Hải đội Khu trục 21 và tàu tuần dương Abukuma như một phần của "Chiến dịch AL" hỗ trợ cho lực lượng phía Bắc của Đô đốc Boshiro Hosogaya trong Chiến dịch quần đảo Aleut. Nó hoạt động tuần tra chung quanh các đảo Attu, Kiska và Amchitka cho đến giữa tháng 7. Sau khi quay trở về Xưởng hải quân Yokosuka một thời gian ngắn để bảo trì, Hatsuharu tiếp tục tuần tra tại khu vực quần đảo Kuril, được bố trí từ Paramushiro hoặc Shumshu đến Kiska, thực hiện các chuyến đi vận chuyển hàng tiếp liệu và lực lượng tăng viện. Vào ngày 17 tháng 10, trong khi được tàu khu trục Oboro tháp tùng, Hatsuharu bị các máy bay ném bom B-26 Marauder thuộc Không lực Mỹ tấn công ngoài khơi Kiska. Một quả bom đánh trúng trực tiếp vào đuôi tàu đã làm hỏng bánh lái, khiến bốn thủy thủ thiệt mạng và làm bị thương 14 người khác. Oboro bị đánh chìm trong cùng cuộc tấn công này, và Hatsuharu đã cứu vớt được 17 người sống sót. Nó cố lết được về Paramushiro bằng chính động lực của mình vào ngày 25 tháng 10.[6]

Hatsuharu vào ụ tàu tại Xưởng hải quân Maizuru từ ngày 6 tháng 11 năm 1942 đến ngày 30 tháng 9 năm 1943, và trong đợt tái trang bị này, nhiều súng phòng không 25 mm Kiểu 96 và một bộ radar Kiểu 22 được bổ sung.

Công việc sửa chữa cuối cùng hoàn tất vào ngày 11 tháng 10 năm 1943, và Hatsuharu khởi hành cùng với tàu khu trục Hatsushimo để hộ tống cho các tàu sân bay Ryūhō và Chitose đến Singapore. Tương tự, vào ngày 24 tháng 11, nó cùng với Hatsushimo và Wakaba hộ tống tàu sân bay Hiyō đi từ Kure đến Truk ngang qua Manila, Singapore, Tarakan và Palau, rồi cùng với các tàu sân bay Unyō và Zuihō quay trở về Yokosuka vào cuối năm.

Vào đầu năm 1944, Hatsuharu được bố trí trực thuộc Bộ chỉ huy Hạm đội Liên hợp, và tiếp tục các nhiệm vụ hộ tống giữa Yokosuka và Truk. Nó quay trở lại vùng biển phía Bắc từ cuối tháng 2 đến cuối tháng 6, và có thêm các khẩu pháo phòng không 25 mm được bổ sung trong một đợt tái trang bị và bảo trì tại Ōminato vào cuối tháng 5 và tại Yokosuka vào cuối tháng 6. Đến tháng 7, nó thực hiện hai chuyến đi vận chuyển binh lính đến Iwo Jima như một phần của công việc chuẩn bị của phía Nhật Bản đề phòng việc đổ bộ của lực lượng Mỹ. Một bộ radar Kiểu 13 được bổ sung vào cuối tháng 7. Từ tháng 8 đến tháng 10, nó hộ tống các đoàn tàu vận tải chuyển binh lính từ Kure đến Đài Loan và Luzon.[7]

Vào ngày 24 tháng 10 năm 1944, trong Trận chiến vịnh Leyte, Hatsuharu đã cứu được 78 người sống sót từ chiếc Wakaba, vốn bị máy bay cất cánh từ tàu sân bay USS Franklin đánh chìm ngoài khơi bờ biển phía Tây đảo Panay.[8] Sang tháng 11, Hatsuharu được bố trí từ Manila để hộ tống các đoàn tàu vận tải chuyển binh lính đến Ormoc vào ngày 1 và 9 tháng 11. Tuy nhiên, trong đêm 13 tháng 11, sau khi quay trở về Manila, Hatsuharu chịu đựng một cuộc không kích trong vịnh Manila. Một loạt các quả bom ném suýt trúng đã làm bong lớp vỏ thép và bùng phát các đám cháy, khiến nó bị chìm tại vùng nước nông ở tọa độ 14°35′B 120°50′Đ / 14,583°B 120,833°Đ / 14.583; 120.833. Cuộc tấn công đã khiến 12 người thiệt mạng và 60 người khác bị thương, nhưng có 218 người sống sót.[8]

Vào ngày 10 tháng 1 năm 1945, Hatsuharu được rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân.[4]