Durante los inicios de la entrada de Japón en la Segunda Guerra Mundial, entre el 12 de diciembre de 1941 y el 8 de febrero de 1942, perteneció a las fuerzas de invasión que tomaron sucesivamente Legazpi, Dávao, Joló, Manado, Kendari, Ambon, y Makassar, en Filipinas e Indonesia.

Durante la invasión de Makassar, el Natsushio fue torpedeado por el submarino estadounidense USS S-37 en la posición (5°10′S 119°24′E / -5.167, 119.400), falleciendo ocho miembros de la tripulación y resultando heridos otros dos. El Kuroshio trató de remolcarlo, pero ante el inminente hundimiento, procedió a rescatar a los supervivientes. El Natsushio fue el primero de los 39 destructores que perdieron los japoneses por un ataque submarino durante la Segunda Guerra Mundial.

• Buques de la Armada Imperial Japonesa
• Otros buques de la Clase Kagerō:
  • Akigumo
  • Amatsukaze
  • Arashi
  • Hagikaze
  • Hamakaze
  • Hatsukaze
  • Hayashio
  • Isokaze
  • Kagerō
  • Kuroshio
  • Maikaze
  • Nowaki
  • Oyashio
  • Shiranuhi
  • Tanikaze
  • Tokitsukaze
  • Urakaze
  • Yukikaze

• Jentschura, Hansgeorg; Jung, Dieter; Mickel, Peter (1976). Warships of the Imperial Japanese Navy, 1869-1945 (en inglés). Naval Institute Press. pp. 148-149. ISBN 0-87021-893-X. 
• Chesneau, Roger, ed. (1980). All the World´s Fighting Ships 1922-1946 (en inglés). Conway Maritime Press. p. 194. ISBN 0-85177-146-7. 
• Nevitt, Allyn D. (1998). «IJN Natsushio: Tabular Record of Movement». Combined Fleet (en inglés). «Registro de actividad durante la Segunda Guerra Mundial.» 
• Nishida, Hiroshi (2003). «Kagero class 1st class destroyers». Materials of IJN (en inglés). Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2012. Consultado el 24 de junio de 2010. «Datos sobre todas las unidades de la Clase Kagerō.»