鉴于这个原因，海军军令部强行要求“龙骧”号的载机数要提高到 36 架，采用双层机库。由于动力没变，吨位增加，使得“龙骧”号的最大速度由原来的 30 节下降到 29 节。同时，为扩大航程而增设的重油燃料库在军舰进行大幅度回转的时候有导致军舰倾覆的危险，不得不调整燃料库和烟囱的位置，同时将原计划安装的 6 座共 12 门双联装高射炮减至 4 座 8 门，以降低重心。
受初始设计的制约，强行改装后的“龙骧”号存在着干舷低，重心过高和适航性不足等一系列的问题，这使得“龙骧号”自下水后就先天不足。
“龙骧”号外观上最大的特征就是小舰体顶着一堆大大的上层建筑。这是因为在建造的过程中变更了设计，由原本一层机库增加到两层机库。这种变更让第二层机库和周围的高射炮呈现出一个“倒三角形”的形状。这样的形状从舰首看去最为明显，正如下图所示那样。
从舰首到舰尾，龙骧号的干舷都很低，这种过低的干舷导致龙骧号在 1935 年的“第四舰队事件”中，受损严重。
“第四舰队事件”是日本帝国海军里一次很重大的事故。1935 年 9 月 26 日，为了海上演习而临时编成的“第四舰队”由海军中将松下元指挥，在岩手县以东 250 海里处进行训练。演习期间，舰队遭遇强台风，导致全舰队损失巨大，航空母舰“龙骧”桅杆被刮倒，舰桥损毁严重，“凤翔”前甲板被巨浪击垮，重巡“最上”舰首钢板开裂，“妙高”舰首铆钉松动，驱逐舰“菊月”，“睦月”，“三日月”，“朝风”是连舰桥都倒了，最惨的是驱逐舰“初学”和“夕雾”，从舰桥再往前就没有了，舰首被台风不知道刮到什么地方去了，这就是死亡 54 人的所谓“第四舰队事件”。
究其原因，并不是日本工人在制造时偷工减料。众所周知，日本人的工作态度是十分认真的，之所以出现这种情况，主要还是设计上的原因，以及材料的限制。当时日本的材料在世界上还只是三流水准，没有达到现在的高水平。
“第四舰队事件”以后，“龙骧”号不得不进行再一次改装。提高了舰首甲板和干舷，增加了压载物以降低重心，还加强了船体的结构，速度降到了 28 节。
这次改装完成后，“龙骧”号于 1937 年 8 月 12 日从佐世保港出航，加入到了中国战场。
9 月 21 日，“龙骧”号航母上的飞行队长大园安名海军少佐指挥 15 架 95 式舰战机，掩护 15 架舰爆机空袭广州，与中国空军发生战斗，日军声称击落中国 23 架战机，其中 12 架为“龙骧”号航母战队的战果。在中国战场期间，“龙骧”号的航空队多次空袭上海、杭州等地，给中国军队和平民造成了很大的损失，被中国方面视为眼中钉，肉中刺。
1937 年 11 月 11 日，中国方面得到情报，“龙骧”号航空母舰出现在浙江舟山群岛以北大戢洋海面。“龙骧”号出现的情报被立即上报给国民政府军事委员会。蒋介石对此十分重视，当即命令空军实施轰炸，试图击沉“龙骧”号航母。这是中国空军唯一一次攻击日本帝国航母的记录。
根据中方的资料，中国空军出动了三架美制“诺斯罗普”轰炸机重创了“龙骧”号，炸毁飞行甲板上的 13 架日机，中方两架轰炸机被击落，致使“龙骧”号不得不返回日本本土修理了两个月。但是，在日方的资料里，这段时间内并没有出现“龙骧”号遭到中国空军空袭或是回日本修理的纪录。
太平洋战争爆发后，“龙骧”号加入了由小沢治三郎指挥的南进舰队，参与了菲律宾作战和荷属东印度群岛的南方作战，期间主要是执行破交作战，击沉了大批商船。在此期间，“龙骧”号采用“零式舰上战斗机”替换掉了原来的“九六式舰上战斗机”。
1942 年 2—3 月间摧毁了由美、英、荷、澳四国军舰组成的 ABDA 舰队后，英国皇家海军东 印度舰队（又称东方舰队）成为对日本在东南亚扩张的最大威胁。皇家海军东印度舰队由萨默维尔（James Somerville）任舰队司令，仅有 4 艘一战留下的 R 级战列舰、战列巡洋舰“声望”号、小型航空母舰“竞技神”号和 7 艘服役年限至少在 10 年以上 的老旧巡洋舰。仅有的筹码是两艘新型的舰队航空母舰“不屈”号和“可畏”号；舰载机总数不过约 1,00 架。
日本帝国海军派遣南云忠一率领包括“赤城”、“龙骧”、“飞龙”、“苍龙”、“翔鹤”、“瑞鹤”共 6 艘航空母舰对印度洋上的盟军目标进行突袭，6 艘航空母舰共计搭载约 350 架舰载机。此外在南云麾下还有战列舰 4 艘、巡洋舰 7 艘、驱逐舰 19 艘和潜艇 5 艘。
2 月 13 日和 14 日，“龙骧”号航母出动舰机前往轰炸在邦加海峡附近的盟军船只和军舰，击沉鱼雷艇、特务舰、炮舰各一艘，另外击伤或击沉 8 艘商船。
3 月，“龙骧”号航母在三宝垄和星加坡作战，共击沉或击伤 9 艘盟军商船。至 4 月 23 日返回吴港检修。
1942 年（昭和 17 年）5 月 26 日，“龙骧”号航母配备零战 16 架，九七舰攻 21 架，与“隼鹰号”航母一起组成了“第四航空战队”，从青森县陆奥湾的大凑港出发向东北方向的阿留申出发，参加阿留申作战，担任对中途岛作战的支援行动。
8 月 7 日，美军在瓜达卡纳尔岛实施了登陆作战，自此日美双方在瓜岛展开了长达七个月的拉锯战。在瓜岛争夺战的期间，两军都在尽力为岛上提供支援。
8 月 24 日，“龙骧”号编成机动部队第三舰队第一航空战队，在重巡洋舰“利根”号、驱逐舰“天津风”和“时津风”的陪同下为陆军的登陆部队提供保护。“龙骧”号在成功的轰炸了瓜岛上的亨德森机场后，受到美军陆基航空兵和海军航空兵的联合攻击。
起初的陆基 B-17 轰炸机的攻击全部被“龙骧”号躲过，但是在随后而来的美军“萨拉托加”号航空母舰（CV-3）上的 30 架 SBD 俯冲轰炸机和 8 架 TBF 鱼雷攻击机的空袭下，左舷中部命中一枚鱼雷，舰上被命中 4 枚炸弹，引起大火和船体倾覆，在受到攻击后四个小时，于瓜达卡纳尔岛北方海域沉没。
该舰主要性能数据为：（建成时）