Thiết kế của Ōyodo được chấp thuận trong Chương trình Bổ sung Hải quân thứ tư 1939 như một phiên bản mở rộng và cải tiến của lớp Agano. Nó được thiết kế để trở thành soái hạm của các đội tàu ngầm tấn công. Ban đầu, kế hoạch dự định có tám chiếc trong lớp; tuy nhiên chỉ có hai chiếc được thực sự chấp thuận, và một chiếc duy nhất là Ōyodo được đặt lườn. Chiếc thứ hai trong lớp sẽ được đặt tên là Niyodo (仁淀); tuy nhiên, ngay sau khi Ōyodo được hoàn tất, mọi nguồn lực về đóng tàu tại Xưởng hải quân Kure được chuyển sang để đóng thêm nhiều tàu sân bay, và kế hoạch Niyodo bị hủy bỏ.