最上级共建四艘：最上(mogami)、三隈、铃谷、熊野。在西方被称为“惊人的违约舰(egregious treaty violation)”。1930年的伦敦海军条约是为了限制华盛顿条约中未涉及的舰种而签订的，规定所有签约国建造的重型巡洋舰排水量不能超过10,000吨，主炮口径不超过203mm。而最上级刚建造的时候就达到13,400吨，同一时期进行了现代化改装的某些日本巡洋舰排水量甚至超过这个数字，所以别国海军观察家自然对最上级的建造目的很表示怀疑。最上号1935年7月28日于吴县军港竣工，三隈号1935年8月29日于三菱长崎竣工，铃谷号1937年10月31日于横须贺竣工，熊野号1937年10月31日于神户川崎竣工。

1933年的日本海军已拥有古鹰、妙高、高雄三级共12艘重巡洋舰，由于海军舰艇比例的限制，不能再建造重巡洋舰。因此日本人玩了个花招，仅安装5座三联装6英寸(152mm)主炮，冒充防空型轻巡洋舰。实际上在设计中即考虑到换装8英寸炮塔的需要，预留了空间。但即使是增加了相当的排水量，最上级携带的武器还是太多了。最上号在试航中发现若所有主炮同时发射，会对舰侧焊接的部分产生过大的冲击力，从而影响到舰身强度。1935年建成的最上号和三隈号在试航后作了修改，后两艘则在下水前即修正了设计，因此最上级可以细分成最上级和铃谷级。1937年期间，四舰一起接受改造，换装5座双联装8英寸主炮，并可搭载三架水上侦察机，一跃成为火力惊人的重型巡洋舰。

开战前，四艘最上级重巡洋舰编为第7战队，被派到南遣舰队协助进攻马来亚。1942年2月25日，第7战队奉命掩护进攻爪哇的西路登陆部队。28日晚间，遭遇了刚在爪哇海战中被重创准备逃往澳大利亚的美国重巡洋舰“豪斯顿”号及澳大利亚轻巡洋舰“珀思”号。两艘盟军战舰全力奋战，但根本不是最上级的对手，凶狠的火力和航程极大的93式“长矛”鱼雷给美国人留下了深刻印象。“三隈”号向“豪斯顿”号发射的鱼雷有八枚跑偏了，一直窜到孔雀湾的日本运输舰群里，把四艘运输舰送入海底，包括第16军司令官今村均中将所乘坐的“龙城丸”在内。今村被迫跳入海里游水上岸，后来第5驱逐舰战队的司令吉川周吉中佐奉命去向今村道歉，但今村的参谋长让他不要吭声，因为今村以为是“豪斯顿”号发射的鱼雷让他遭了这场落水之灾。直到今天，双方的正式记录中仍然记载这枚鱼雷系“豪斯顿”号所发。此后，第7战队参加了安达曼群岛和缅甸攻略作战以及孟加拉湾上的作战。

在爪哇海威风后，第7战队又参加了中途岛战役。1942年6月4日，机动部队的四艘航空母舰均被美军战机击沉或正在燃烧，第7战队奉令于夜里炮击中途岛。接到命令时，它们距离中途岛还相当远，即使以32节的最高航速前进，也无法在6月5日拂晓前到达炮击地点。山本的参谋直到深夜才发现这个错误并通知战队司令粟田健男返航。第7战队急转弯取西北航向，不久，先头舰“熊野”在右舷发现一艘潜艇，立刻发出转向命令，但排在最后的“最上”号未收到该命令，结果高速撞上前方的姐妹舰“三隈”号，“最上”号的舰首被部分撞掉，航速降到12节。粟田令三隈号及“荒潮”、“朝潮”三艘驱逐舰掩护“最上”号撤退。6月5日，从中途岛起飞的12架b-17及12架俯冲轰炸机攻击了这四艘军舰，俯冲轰炸机队长r·e·费雷明上尉在被日舰炮火击中后，英勇地驾机撞击“三隈”号的后炮塔(如右图)，大火引起机舱里的汽油爆炸，机舱水兵全部死亡。6月6日，蹒跚逃离的四舰遭到美国航空母舰编队的追击，“三隈”号中十余枚炸弹沉没，“最上”号虽然也中了六枚炸弹，却最终挣扎着回到本土。“三隈”号是第一艘被击沉的重巡洋舰，“最上”号也在本土修理了大半年，并拆除了后部炮塔改装成航空巡洋舰，搭载11架水上侦察机。