Sau khi hoàn tất, cùng với các tàu khu trục chị em Inazuma, Akatsuki và Ikazuchi, Hibiki được phân về Hải đội Khu trục 6 thuộc Hạm đội 1 Hải quân Đế quốc Nhật Bản và tham gia các hoạt động trong cuộc Chiến tranh Trung-Nhật. Giống như những chiếc cùng kiểu, nó được cải biến vào giữa những năm 1930 nhằm khắc phục những khiếm khuyết trong thiết kế đồng thời để nâng cao đặc tính chiến đấu.

Vào lúc xảy ra cuộc tấn công Trân Châu Cảng, Hibiki được phân về Hải đội Khu trục 6 của Đội khu trục 1 thuộc Hạm đội 1 Hải quân Đế quốc Nhật Bản, và đã được bố trí từ Quân khu Hải quân Mako để hỗ trợ cho Lực lượng Viễn chinh Phương Nam của Đô đốc Nobutake Kondō tiến hành các chiến dịch đổ bộ lên Malaya và chiếm đóng Philippines, tiếp tục hỗ trợ các hoạt động tiếp theo tại Philippine cho đến cuối tháng 3 năm 1942.

Sau khi quay trở về Xưởng hải quân Yokosuka để sửa chữa vào tháng 4 năm 1942, Hibiki được phân công hoạt động tại vùng biển phía Bắc. Nó được bố trí từ Quân khu Bảo vệ Ōminato để hỗ trợ cho Lực lượng Phía Bắc của Đô đốc Boshirō Hosogaya chiếm đóng đảo Kiska trong Chiến dịch Quần đảo Aleut vào tháng 5 và tháng 6 năm 1942. Nó bị hư hại vào ngày 12 tháng 6 tại Kiska bởi một cuộc tấn công của các thủy phi cơ PBY Catalina của Hải quân Hoa Kỳ, và bị buộc phải rút lui Ōminato vào cuối tháng 6. Công việc sửa chữa tại Yokosuka kéo dài cho đến tháng 10.[14]

Từ tháng 11 năm 1942 đến cuối tháng 4 năm 1943, Hibiki phục vụ như là tàu hộ tống cho các tàu sân bay Unyō và Taiyō trong nhiều nhiệm vụ khác nhau giữa Yokosuka and Truk, ngoại trừ thời gian một tháng trải qua trong ụ tàu tại Yokosuka vào tháng 1 năm 1943.[15] Từ tháng 5 năm 1943, Hibiki quay trở lại các vùng biển phía Bắc, tuần tra ngoài khơi bờ biển Hokkaidō và quần đảo Kurile. Sau đó Hibiki đã trợ giúp vào việc triệt thoái lực lượng Nhật Bản còn lại tại quần đảo Aleut trong suốt tháng 8.[14]

Sau khi được bảo trì tại Yokosuka vào tháng 9, Hibiki được gửi đến Thượng Hải, nơi nó hộ tống một đoàn tàu chuyển binh lính đến Truk và Rabaul. Cho đến cuối tháng 11, nó được phân công hộ tống các đoàn tàu vận tải chở dầu giữa Balikpapan, Singapore và Truk; cũng như nhiệm vụ vận tải tốc độ cao giữa Truk, Ponape và nhiều đảo khác nhau trong quần đảo Caroline. Nó đã cứu vớt những người còn sống sót từ chiếc tàu chở dầu Terukawa Maru bị trúng ngư lôi vào ngày 21 tháng 12. Từ cuối tháng 12 năm 1943 đến tháng 4 năm 1944, Hibiki hoạt động hộ tống cho các tàu sân bay Hiyō, Ryūhō và Chiyoda trong nhiều nhiệm vụ khác nhau tại khu vực Tây Thái Bình Dương và Đông Ấn thuộc Hà Lan. Nó quay trở về Xưởng hải quân Kure để bảo trì vào tháng 4, trong đó nhiều vũ khí phòng không được bổ sung vào chỗ một tháp pháo chính được tháo bỏ.[16]

Trong tháng 5 và tháng 6 năm 1944, Hibiki hộ tống các đoàn tàu vận tải chở dầu. Vào ngày 14 tháng 5, nó đã cứu vớt 125 người sống sót từ tàu khu trục chị em Inazuma bị trúng ngư lôi.[17] Trong Trận chiến biển Philippine, Hibiki được bố trí về Lực lượng Tiếp tế thứ nhất, và đã chịu đựng thiệt hại nhẹ cùng hai người thiệt mạng do các đợt tấn công bắn phá của máy bay Mỹ.

Trong tháng 8, Hibiki hộ tống hai đoàn tàu vận tải từ Moji đến Cao Hùng và Okinawa. Vào tháng 9, sau khi rời Cao Hùng cùng một đoàn tàu vận tải hướng đến Manila, Hibiki trúng phải ngư lôi phóng từ tàu ngầm Mỹ USS Hake. Vụ nổ gần như phá hủy toàn bộ mũi tàu, và nó phải rút lui về Yokosuka để sửa chữa.

Vào ngày 25 tháng 1 năm 1945, Hibiki được phân về Hải đội Khu trục 7 thuộc Hạm đội 2 Hải quân Đế quốc Nhật Bản, nhưng được giữ lại vùng biển Nội địa Nhật Bản. Sau đó nó được tái bố trí đến Hạm đội Hộ tống thứ nhất vào tháng 5, và được chuyển đến Quân khu Hải quân Kure, nơi nó hoạt động như một tàu bảo vệ cho đến khi Nhật Bản đầu hàng. Sau khi chiến tranh kết thúc, nó được giải giáp và được sử dụng như một tàu hồi hương. Hibiki được rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân vào ngày 5 tháng 10 năm 1945.[13]