Khi hoàn tất, Oboro được phân về Hải đội Khu trục 20 thuộc Hạm đội 2 Hải quân Đế quốc Nhật Bản. Trong cuộc Chiến tranh Trung-Nhật, từ năm 1937, Oboro hỗ trợ cho các cuộc đổ bộ lực lượng Nhật Bản lên Thượng Hải và Hàng Châu. Từ năm 1940, nó được phân công tuần tra dọc theo bờ biển và hỗ trợ cho việc đổ bộ lên miền Nam Trung Quốc, và sau đó là việc chiếm đóng Đông Dương thuộc Pháp.

Vào lúc xảy ra cuộc tấn công Trân Châu Cảng, Sagiri được phân về Hàng không chiến đội 5 của Không hạm đội 1 Hải quân Đế quốc Nhật Bản, và được bố trí từ Quân khu Hải quân Yokosuka đến Hahajima thuộc quần đảo Bonin, nơi mà sau đó nó tiến hành các hoạt động hỗ trợ cho các cuộc đổ bộ lực lượng Nhật Bản trong việc chiếm đóng Guam.[6]

Từ giữa tháng 12 năm 1941 đến tháng 4 năm 1942, Oboro đặt căn cứ tại Kwajalein, và từ giữa tháng 4 cho đến cuối tháng 8 năm 1942, Oboro đặt căn cứ tại Yokosuka, tuần tra các vùng biển lân cận, và hộ tống các đoàn tàu vận tải từ Yokosuka đến Quân khu Bảo vệ Ōminato về phía Bắc, và đến Quân khu Bảo vệ Mako về phía Tây Nam.

Vào ngày 11 tháng 10 năm 1942, Oboro rời Yokosuka cùng một đoàn tàu vận tải chuyển hàng tiếp liệu hướng đến đảo Kiska thuộc quần đảo Aleut lúc đó còn do Nhật Bản chiếm đóng. Oboro bị đánh chìm vào ngày 17 tháng 10 bởi một cuộc không kích do máy bay ném bom tầm trung B-26 Marauder của Không lực Mỹ thực hiện ở cách 56 km (30 hải lý) về phía Đông Bắc Kiska, ở tọa độ 52°17′B 178°08′Đ / 52,283°B 178,133°Đ / 52.283; 178.133Tọa độ: 52°17′B 178°08′Đ / 52,283°B 178,133°Đ / 52.283; 178.133. Một quả bom ném trúng trực tiếp vào số đạn dược tiếp liệu mang theo đã khiến chiếc tàu khu trục nổ tung và chìm nhanh chóng, chỉ để lại 17 người sống sót, bao gồm vị thuyền trưởng, Thiếu tá Hải quân Yamana, được vớt bởi tàu khu trục Hatsuharu, vốn cũng bị hư hại nặng trong cùng cuộc tấn công này.[7][8]

Vào ngày 15 tháng 11 năm 1942, Oboro được rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân.[5]