A idéia de usar aeronaves de observação a bordo de submarinos não era incomum durante a Segunda Guerra Mundial, mas utilizar submarinos-aeródromo como uma arma ofensiva era. A Marinha Imperial japonesa planejou intensivamente para tais operações, construindo cerca de 40 destes submergíveis de seis classes diferentes, embora tivessem sido muito pouco utilizados. A mais dramática destas operações ocorreu na manhã de 9 de setembro de 1942, no primeiro dos dois únicos ataques aéreos confirmados ao território continental dos Estados Unidos durante todo o conflito. O submarino japonês I-25, de 2.500 toneladas, emergiu a oeste de Cape Blanco, na costa do Oregon, e lançou um pequeno hidroplano Yokosuka E14Y1, pilotado por Nobuo Fujita, cuja missão era provocar um incêndio nas densas florestas da região lançando bombas incendiárias sobre o monte Emily. Desafortunadamente para Fujita, chovia muito o que umedeceu a vegetação e impediu a propagação do fogo. Ele então retornou ao submarino sem maiores incidentes, porém mais tarde o I-25 seria alvo de um ataque de bombardeiros da USAAF conseguindo escapar para, em 29 de setembro, lançar Fujita em uma segunda missão.

Nenhum dano sério foi causado nos dois ataques aéreos, mas o I-25 conseguiria afundar, com seus torpedos, dois petroleiros que cruzaram seu caminho, antes de retornar à sua base. Em 1942 a Marinha Imperial iniciou a construção dos submarinos I-400 da classe Sen Toku, sendo até então os maiores submergíveis já construídos, muito maiores do que seus congêneres americanos ou qualquer submarino convencional do pós guerra, perdendo em tamanho somente para os primeiros submarinos nucleares. Com deslocamento de 5.200 toneladas, medindo 122 metros, cada I-400 podia carregar três aeronaves modelo Aichi M6A1, especialmente desenhadas para atacar alvos de grande importância estratégica, como o Canal do Panamá e a Costa Oeste dos Estados Unidos. Com uma tripulação de 145 homens, capaz de alcançar a velocidade de até 18 nós, possuía um alcance de mais de 37.000 milhas náuticas (69.000 km), suficiente para dar meia volta em torno do planeta. Eram equipados com oito tubos de torpedos, um canhão de 140 mm no deck e diversos canhões anti-aéreos de 25 mm. A intenção dos japoneses era construir doze belonaves dessa classe, porém apenas três foram comissionadas I-400, I-401 e I-402, sendo que esta última foi convertida em submarino de reabastecimento de combustíveis. As aeronaves Aichi M6A1 foram desenhadas para serem dobradas e acondicionadas em um pequeno hangar cilíndrico de 38 metros, localizado na popa do submarino. Eram aviões compactos, de alta performance para uma aeronave monomotor e preparados para carregar torpedos como sua arma ofensiva principal. Teoricamente, cada aeronave podia ser retirada do hangar e ser preparada para decolar em menos de 10 minutos.

No final de 1944, o I-400 e o I-401 juntamente com dois submarinos-aeródromo de menor porte, formavam um grupo-tarefa sob o comando do Capitão Tatsunosuke Ariizumi, com a missão de planejar e executar ataques ao Canal do Panamá e uma série de ataques com armas biológicas (desenvolvidas e testadas pela famosa Unidade 731) aos maiores centros populacionais da Costa Oeste americana. A operação envolvendo armas biológicas, codinome "Cherry Blossoms at Night", foi cancelada em março de 1945 devido ao temor do Alto Comando japonês de que tal ação provocaria uma retaliação por parte dos americanos que o Japão talvez não pudesse suportar. Contudo, o ataque ao Canal do Panamá foi autorizado. De fato uma réplica das eclusas do Canal, em escala real, foi construída na Baía de Toyama para que os pilotos pudessem praticar o lançamento dos torpedos. Em 23 de julho de 1945, o I-400 e o I-401 deixaram sua base em rotas separadas, para se reunirem três semanas depois em um ponto de encontro em pleno oceano, para coordenarem o ataque aéreo. Neste período, enquanto os imensos submarinos mantinham suas rotas pré determinadas, dramáticos eventos estavam ocorrendo.

Depois de dois ataques americanos com bombas nucleares às cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, no início de agosto, o Imperador Hirohito em pronunciamento no rádio em 15 de agosto, ordenou que todas as forças japonesas se rendessem e depusessem suas armas. Os comandantes do I-400 e I-401 ainda consideraram continuar com a missão, mas finalmente obdeceram à ordem de seu Imperador. Todas as aeronaves e torpedos foram lançados ao mar e os documentos relativos à missão foram destruídos. Quando retornavam para casa foram interceptados pela Marinha americana a leste de Honshu. Nesta ação ocorreu um fato histórico interessante: o comandante americano que assumiu um dos submarinos japoneses capturados era John S. McCain Jr. que depois seria pai do futuro aviador naval, senador pelo estado do Arizona e candidato a presidente dos Estados Unidos nas eleições de 2000, John S. McCain III. O I-400 e o I-401 com tripulação americana foram levados para a base naval de Pearl Harbour, no Havaí, onde seriam analisados detalhadamente pelos engenheiros da US Navy e posteriormente afundados em águas profundas, em 1946. Curiosamente, durante a travessia, foram encontrados dentro dos submarinos uma enorme quantidade de ratos e insetos, que foram prontamente exterminados, porém até hoje não se sabe se estes animais daninhos foram usados como cobaias para testar agentes biológicos.