Được chế tạo trong Chương trình Tăng cường Hạm đội 1931, những chiếc trong lớp Mogami được thiết kế bởi Yuzuru Hiraga, và được chế tạo như những tàu tuần dương "hạng nhẹ" theo quy định của Hiệp ước Hải quân Washington; nhưng áp dụng những kỹ thuật mới nhất, trang bị năm tháp pháo đa dụng ba nòng 155 mm (6,1 inch) có góc nâng lên đến 55°. Để giảm trọng lượng, người ta áp dụng kỹ thuật hàn điện, sử dụng nhôm trong chế tạo cấu trúc thượng tầng, và chỉ có một ống khói duy nhất. Kiểu động cơ turbine hộp số mới, cùng với dàn hỏa lực phòng không rất hùng hậu, cho phép chúng có tốc độ rất nhanh và bảo vệ tốt.

Chúng tỏ ra khá lớn so với những chiếc tàu tuần dương hạng nhẹ, và các tháp súng được thiết kế sao cho có thể nhanh chóng chuyển đổi sang kiểu pháo 203 mm (8 inch) nòng đôi. Dù sao, lớp Mogami cũng mắc phải một số vấn đề kỹ thuật do thiết bị chưa được thử nghiệm và trọng lượng bên trên quá nặng tạo ra sự mất ổn định khi đi ngoài biển khơi trong thời tiết xấu.

Mogami được hoàn tất tại Xưởng hải quân Kure vào ngày 28 tháng 7 năm 1935. Đến năm 1937 cả bốn chiếc trong lớp đều được "cải biến" thành những tàu tuần dương hạng nặng với mười khẩu pháo chính cỡ nòng 203 mm (8 inch).