Działania pierwszego etapu wojny, lata 1941–1942

Przed wybuchem II wojny światowej na Pacyfiku, okręt przypłynął 2 grudnia 1941 roku do Mako na Peskadorach. W pierwszym etapie wojny, „Nowaki” ze swoim dywizjonem eskortował okręty sił głównych Zespołu Południowego wiceadmirała Nobutake Kondō, osłaniającego inwazję na Malaje, Filipiny, a następnie Holenderskie Indie Wschodnie. Od 4 grudnia operował wraz z flotą z Mako, eskortując też konwoje inwazyjne na Malaje, następnie od 18 stycznia 1942 roku operował z Palau i od 21 lutego z zatoki Staring na Celebesie.

Od końca lutego „Nowaki” wziął w operacji zespołu wiceadm. Kondō przeciw jednostkom alianckim ewakuującym się z Jawy, na południe od wyspy, wraz z bliźniaczym niszczycielem „Arashi” i krążownikami ciężkimi „Atago”, „Maya” i „Takao”. 1 marca „Nowaki” wraz z „Arashi” zatopił holenderski motorowiec „Toradja” (981 BRT) oraz brytyjski trałowiec pomocniczy „Scott Harley”. 2 marca wraz z „Arashi” i krążownikiem „Maya” zatopił stary brytyjski niszczyciel HMS „Stronghold” (wystrzeliwując przy tym 345 pocisków 127 mm). 3 marca oba niszczyciele zatopiły amerykańską kanonierkę USS „Asheville”. 4 marca zespół japoński zatopił australijski slup (eskortowiec) HMAS „Yarra”, brytyjski tankowiec „Francol” (4900 BRT) i okręt-bazę HMS „Anking”. Po zakończeniu operacji, „Nowaki” eskortował flagowy krążownik wiceadm. Kondō „Atago” w rejsie wokół zdobytych terytoriów, a następnie do Yokosuki w Japonii, gdzie niszczyciel pod koniec kwietnia był dokowany.

Następnie, 4-5 czerwca 1942 roku „Nowaki” brał udział w osłonie lotniskowców wiceadmirała Nagumo podczas powietrzno-morskiej bitwy pod Midway. Wraz z „Arashi” ratował rozbitków z tonącego lotniskowca „Akagi”, po czym dobił go torpedami. Od 9 czerwca do 12 lipca działał na północnym obszarze operacyjnym, eskortując tam lotniskowiec „Zuihō” i patrolując na południowy wschód od Aleutów.

Rejon Wysp Salomona, lata 1942-1943

14 lipca 1942 r. 4. Dywizjon Niszczycieli został włączony w skład 10. Eskadry Niszczycieli 3. Floty. 16 sierpnia „Nowaki” został skierowany z Kure do bazy Truk w celu działań w archipelagu Wysp Salomona, gdzie toczyły się intensywne walki o Guadalcanal. 24 sierpnia eskortował siły straży przedniej wiceadmirała Hiroaki Abe podczas powietrzno-morskiej bitwy koło wschodnich Salomonów. We wrześniu patrolował w rejonie Truk.

3 października „Nowaki” eskortował transportowiec wodnosamolotów „Nisshin” transportujący żołnierzy na Guadalcanal, a 6 października brał udział w ponownym nocnym rejsie na Guadalcanal, transportując wojsko na pokładzie (rejsy takie były przez Amerykanów potocznie nazywane Tokyo Express). W kolejnym rejsie na Guadalcanal 9 października „Nowaki” został lekko uszkodzony bliskimi wybuchami bomb, na skutek ataków lotnictwa z wyspy (11 zabitych). Podczas powietrzno-morskiej bitwy koło wysp Santa Cruz 26 października 1942 roku, eskortował zespół zaopatrzeniowy floty. W listopadzie eskortował lotniskowiec „Shōkaku” z Truk do Kure.

3 grudnia 1942 roku „Nowaki” uczestniczył w misji transportu zaopatrzenia z wyspy Shortland na Guadalcanal (zrzucanego przy brzegu z niszczycieli w beczkach). 7 grudnia uczestniczył w ponownym rejsie zaopatrzeniowym, który jednak został przerwany z powodu ataku kutrów torpedowych. Na skutek następujących ataków lotnictwa, „Nowaki” został uszkodzony bliskimi wybuchami bomb i unieruchomiony (17 zabitych, zalana maszynownia), po czym został odholowany przez niszczyciel „Naganami” na Shortland, a następnie przez „Maikaze” do Truk (pod eskortą „Arashi”). Po prowizorycznych naprawach w Truk, w dniach 16-24 lutego 1943 roku „Nowaki” eskortował konwój przez Saipan do Yokosuka w Japonii, gdzie pozostał na remont.

5 sierpnia 1943 roku „Nowaki” ponownie został skierowany do Truk. W kolejnych miesiącach głównie eskortował lotniskowce lub konwoje pomiędzy Truk, Yokosuką, Szanghajem i Rabaulem. W szczególności 20-30 października eskortował konwój z wojskiem z Szanghaju do Truk i 22 października wraz z niszczycielem „Maikaze” uratował ok. 1000 ludzi ze storpedowanego transportowca „Awata Maru”. 11-16 grudnia eskortował pancerniki „Kongō” i „Haruna” z Truk do Sasebo, gdzie został skierowany do remontu. Prawdopodobnie wówczas wieża dział nr 2 (na rufie) została zdemontowana i zastąpiona przez dwa potrójne stanowiska działek przeciwlotniczych 25 mm. Na przełomie 1943 i 1944 roku na niszczycielach tego typu zamieniono też dwa dotychczasowe podwójnie sprzężone działka 25 mm na śródokręciu na potrójnie sprzężone oraz dodano jedno podwójne stanowisko przed mostkiem.

Działania końcowego etapu wojny, 1944 r.

W dniach 4-9 stycznia 1944 roku „Nowaki” powrócił na południowy obszar działań, eskortując krążownik „Atago” z Yokosuki do Truk. W dniach 24-25 stycznia brał udział w rejsie transportowym żołnierzy z Rabaulu na Lorengau (wyspa Manus). W pierwszej połowie lutego eskortował konwoje między Truk a Rabaulem. Podczas ewakuacji bazy Truk przed amerykańskim atakiem 17 lutego 1944 roku, eskortował z niszczycielem „Maikaze” krążownik szkolny „Katori” i krążownik pomocniczy (transportowiec) „Akagi Maru” w kierunku Yokosuki, lecz okręty grupy zostały zatopione przez amerykańskie lotnictwo i okręty nawodne na północ od Truk, a jedynie „Nowaki” zdołał ujść z maksymalną prędkością, mimo że został obramowany salwami pancerników USS „Iowa” i USS „New Jersey” z odległości ok. 30 km. W toku starcia atakował Amerykanów torpedami, lecz bezskutecznie.

W dniach 12 marca – 1 kwietnia „Nowaki” eskortował konwój z wojskiem Matsu No. 2 z Yokosuki na Saipan i z powrotem. W trakcie tego, 13 marca ratował rozbitków ze storpedowanego krążownika „Tatsuta”, po czym po jego zatopieniu został okrętem flagowym kontradmirała Tamotsu Takamy (dowódcy 11. Dywizjonu Niszczycieli i konwoju). W maju i czerwcu „Nowaki” zajmował się eskortowaniem okrętów, m.in. pancerników „Yamato” i „Musashi”.

W dniach 19-20 czerwca „Nowaki” wziął udział w powietrzno-morskiej bitwie na Morzu Filipińskim, eskortując zespół lotniskowców Sił B kontradmirała Takaji Joshimy. Od lipca do października głównie pełnił zadania eskortowe. 30 lipca wziął udział w transporcie żołnierzy z Yokosuki na Chichi-jima.

W dniach 23-26 października 1944 roku „Nowaki” wziął udział w bitwie o Leyte, eskortując 1. Dywersyjny Zespół Uderzeniowy adm. Kurity. 25 października w starciu koło Samar brał udział w ataku torpedowym na amerykańskie lotniskowce eskortowe i w zatopieniu niszczyciela USS „Johnston”. Pod koniec dnia wyciągnął z wody około 100 rozbitków z tonącego krążownika „Chikuma”, który dobił torpedami. Po północy 26 października, zmierzając z powrotem do cieśniny San Bernardino, „Nowaki” został jednak przechwycony przez amerykański zespół TG 38.5 i uszkodzony kierowanym radarowo ogniem trzech amerykańskich krążowników lekkich kontradmirała F. Whitinga. Unieruchomiony i ogarnięty pożarem okręt został dobity torpedami niszczyciela USS „Owen” (DD-536) i ogniem niszczycieli „Owen” i „Miller” i zatonął około 1.35. Okręt zatonął z całą załogą, w tym rozbitkami z „Chikumy”, 65 mil morskich na południowy wschód od Legazpi, w rejonie pozycji 13°00′N 124°54′E/13,000000 124,900000. 10 stycznia 1945 roku został oficjalnie skreślony z listy floty.

Dowódcy: