“愛宕”在初代艦長佐田健壹大佐的指揮下於昭和7年（1932年）3月30日開始服役。4月16日在犬養毅首相為首的政府高官乘坐下於東京灣上巡航。同年12月，由第2代艦長高橋伊望大佐的指揮下編入第2艦隊第4戰隊。
昭和8年（1933年）8月26日在橫濱近海舉行的特別大演習內的觀艦式中，作為昭和天皇所乘坐乘的戰艦“比睿”的供奉艦參列。
昭和11年（1936年）10月在昭和天皇乘坐下，在江田島入港，並行幸兵學校。
昭和13年（1938年）4月進行近代化改裝，並在翌14年（1939年）10月完工。昭和16年（1941年）10月取代“摩耶”成為第2艦隊（近藤信竹中將）旗艦。根據中島親孝第二艦隊通信參謀所言，本來打算以“高雄”作為旗艦，但因壹些事故而改為“愛宕”。11月29日，從吳出港，12月2日到達臺灣馬公。12月4日，“愛宕”帶領“高雄”、戰艦“金剛”、“榛名”出港。此為就日美開戰而進行的配置。 “愛宕”於12月8日在南方海上迎接開戰。當時最大的脅威為來自以新加坡作為根據地，隸屬英國東洋艦隊的戰艦“威爾士親王”號及戰列巡洋艦“厭戰”號。該脅威在12月9日的馬來亞海戰中被清除。11日，進入金蘭灣港口，並與馬來亞部隊（旗艦鳥海）匯合。14日，從金蘭灣出港。其後，對馬來亞作戰及蘭印作戦進行支援。
昭和17年（1942年）2月25日，從西裏伯斯島史特林灣出港，取道翁拜海峽進入薩武海，後到達印度洋。3月2日下午10時22分，於峇裏島南方與重巡洋艦“高雄”同***擊沈了美軍驅逐艦“皮斯伯裏”號（USS Pillsbury, DD-227），期間發射了54發20厘米炮彈、15發12.7厘米高角炮炮彈。不過“愛宕”將“皮斯伯裏”號誤認為擁有相似艦型的輕巡洋艦“馬布爾黑德”號。而乘組員在戰時日記中記錄為“奧馬哈型輕巡洋艦（オハマ型軽巡洋艦、即奧馬哈級輕巡洋艦）”。3月3日，與重巡“摩耶”、驅逐艦“野分”及“嵐”匯合。4日，聯合“高雄”、“摩耶”及第4驅逐隊的“嵐”、“野分”在芝拉紮附近向盟軍船團進行攻擊，將油槽船“弗朗科裏”號、補給艦“安慶”號及1艘掃海艇擊沈，另外俘獲了2艘屬於荷蘭的貨物船，並將為2船進行護衛的澳洲小型護航艦“雅拉”號擊沈。
3月20日，進入加裏曼丹島打拉根。23日，進入馬薩克灣。其後途經新加坡，於4月3日到達馬來亞半島西岸的檳城。在錫蘭海海戰中沒有直接與英軍交戰，而在南安達曼群島周邊從事搜索英軍艦隊的任務。4月10日，進入金蘭灣。其後，從開戰以來壹直在東南亞東奔西走的“愛宕”被暫時解除了前線任務，返回了日本。
“愛宕”在面對東京灣的橫須賀港下錨。4月18日由美軍轟炸機B-25所執行的杜立德空襲中橫須賀也受到轟炸，不過“愛宕”並沒有成為目標。在杜立德隊離開後，立即出擊搜尋美軍特遣艦隊，不過美軍特遣艦隊早已逃之夭夭。在中途島海戰作為中途島攻略部隊（第二艦隊）的護衛艦參與作戰，途經塞班島後進入中途島近海。6月4日雖受到美軍轟炸機的攻擊但沒有受到任何損害。5日，在收到南雲機動部隊全滅的聯絡後奉命撤退及改變航向。途中，與受到美軍航空攻擊而嚴重損毀的重巡洋艦“最上”匯合。6月14日，在經歷十七日的航海後返回吳。 8月上旬﹐美軍在瓜達爾卡納爾島及圖拉吉島登陸，隨即開始了瓜達康納爾島之戰。8月11日，“愛宕”與戰艦“陸奧”***同從桂島錨地出發，前往位於南洋的日本海軍據楚克錨地。雖然於17日成功抵達﹐但油槽船“神國丸”、“日榮丸”受到美軍潛艇的魚雷攻擊而中度損毀。縱使該兩艘船仍然能為艦隊進行供油，不過美軍潛艇的活動開始影響到日本軍的作戰。
8月20日，“愛宕”與第四戰隊、第五戰隊、水上機母艦“千歲”、第九驅逐隊（“朝雲”、“夏雲”。“峰雲”在出港前座礁）同***從楚克錨地出擊。8月24日參加了第二次所羅門海戰。期間受到20架美軍艦載機的攻擊，結果“千歲”受損傷而“愛宕”則完好無缺，其後雖然南下並試圖與美軍特遣艦隊進行水上戰鬥，但並沒遇上任何美軍艦只。9月5日，返回楚克錨地。“愛宕”往後繼續在所羅門群島東海面上活動。10月11日﹐與航空母艦“隼鷹”、“飛鷹”、戰艦“金剛”、“榛名”同***從楚克錨地出擊。並對亨德森基地艦炮射擊進行支援。10月20日下午8時航空母艦“飛鷹”發生火災，其後“飛鷹”返回楚克錨地。在這情勢下，“愛宕”在10月26日至27日爆發的南太平洋海戰中，作為前進部隊參與戰鬥。期間成功捕捉美軍航空母艦“大黃蜂”號，為將其擊沈作出貢獻。10月30日，在經過19日的航海結束後返回楚克錨地。
11月9日，聯同第四戰隊、第三戰隊（金剛、榛名）、第十壹戦隊（比睿、霧島）、第三水雷戰隊（輕巡洋艦川內、第六驅逐隊、第十五驅逐隊、第十壹驅逐隊）及第二航空戰隊（隼鷹）同***出擊，前往瓜達康納爾方面。由於“愛宕”的航海長在轉調後並沒有後繼者到任，為此派遣了戰艦“陸奧”航海長前往“愛宕”，作為臨時航海長執勤。11月12日，在‘基於機密聯合艦隊電令作戰，前進部隊內的大部分力量，將於Z減1日進入RXN北方海面。而以十壹戰隊作為基幹的部隊則於同時間，對瓜達康納爾島飛行場進行壓制射擊。Z日，在為陸軍的登陸提供間接掩護，以及對南東方面部隊的作戰進行支援同時，尋求好機會捕捉敵方艦隊，並將其殲滅’的這個命令底下，挺身攻擊隊（第十壹戰隊、第十戰隊、第十六驅逐隊、第六驅逐隊）內的各隊進行分離。該挺身艦隊在12日-13日與美軍巡洋艦部隊進行交戰期間，戰艦“比睿”沈沒。“愛宕”於13日下午2時與第十戰隊（輕巡洋艦長良）匯合。
於11月14日-15日爆發的第三次所羅門海戰中，在近藤信竹中將的指揮下，與美軍新的銳戰艦“南達科他”號及“華盛頓”號進行夜間炮戰。“愛宕”與“高雄”在海戰的尾聲，嘗試向“華盛頓”號進行魚雷攻擊（愛宕單艦就發射了19枚魚雷）但由於九三式氧氣魚雷的信管過敏導致在命中前自爆，結果所有魚雷都沒有命中。其後“愛宕”與“高雄”兩艦向“南達科他”號傾瀉炮彈，當中23枚命中，而戰艦“霧島”亦以35.6厘米炮擊中並破壞了“南達科他”號的第三炮塔，但由於“華盛頓”號的雷達管制射擊，“霧島”受到重創並在最後沈沒。該海戦中“愛宕”艦首的醤油庫被1枚5吋炮彈命中。11月18日，返回楚克錨地。從8月以來壹直縱橫於所羅門群島海域的“愛宕”因需進行修理，於12月17日返回吳。
昭和18年（1943年）11月，為了進行布幹維爾島逆登陸作戰支援，“愛宕”率領重巡洋艦“高雄”、“摩耶”、“鳥海”、“鈴谷”、“最上”、“築摩”、輕巡洋艦“能代”及4艘驅逐艦4只進入拉包爾。5日，由第38任務部隊所實施的拉包爾空襲中，“愛宕”受到美軍特遣艦隊的艦載機攻擊，並被至近彈擊中。結果左舷魚雷發射管室附近舷側出現巨大的破孔，艦長中岡信喜大佐以下***22人死亡、20人重傷。在返回日本修理後，於1944年1月再度進入楚克島。2月，為了避開美軍特遣艦隊的攻擊，與聯合艦隊各艦同***移往帕勞。其後，由於美軍特遣艦隊所實施楚克島空襲，整個錨地被毀滅。而帕勞錨地也說不上安全的關系，“愛宕”經由達沃，於4月9日到達琳加錨地。另外，從帕勞出航後隨即發生帕勞大空襲。於琳加，包括“愛宕”在內的各艦在上甲板最前方畫上日之丸。5月14日，移往塔威塔威錨地。其後成為第壹機動艦隊前衛部隊的旗艦。
昭和19年（1944年）6月，參加馬裏亞納海戰。後於27日返回日本。7月8日，從吳出航前往新加坡。8月2日到達琳加錨地，主要從事訓練。 昭和19年（1944年）10月22日，“愛宕”作為栗田健男中將乘座的第2艦隊（第壹遊擊部隊）旗艦並從文萊出航，前往雷伊泰島。翌日的10月23日淩晨1時16分，正進行匯合的美軍潛艇“海鯽”號（USS Darter, SS-227）及“鰷魚”號（USS Dace, SS-247）借著雷達發現栗田艦隊。
兩艦開始對栗田艦隊進行跟蹤。淩晨2時30分，“愛宕”探測到潛艇的電波，開始了之字運動。早上6時，栗田艦隊通過巴拉望水道。雖然“愛宕”進行著對潛警戒，但各部署仍舊進行通常的戰鬥訓練。早上6時32分，“海鯽”號在距離“愛宕”約900米發射了6枚魚雷當中4枚命中右舷（壹號炮塔正下方、艦橋前部、中部魚雷發射管室、五號炮塔付近）。當時“愛宕”電源供應停止，並急速向右傾斜。縱使在左舷進行註水但沒有明顯效果，而右舷亦沒有停止傾斜。其後雖然司令部首先從“愛宕”退艦，但是很可能有並沒有發出總員退艦的命令。栗田中將、小柳參謀長及荒木艦長以下的529名生存者由驅逐艦“岸波”救起，另外171人則由“朝霜”所救助。“愛宕”於上午6時53分覆轉並沈沒，機關長（輪機長）堂免敬造中佐以下360人戰死。而軍艦旗也沒有降下。
由“岸波”所救起包括栗田在內的生存者移乘到戰艦“大和”，當中部分作為“大和”的補充要員並參與戰鬥。“愛宕”被潛艇的4枚魚雷命中後僅20分鐘就沈沒，原因被認為是日本軍重巡洋艦的特徴為強調縱強度，而令引擎室線縱壁的急速傾斜加快。
此外，潛艇“海鯽”號亦以2枚魚雷命中了重巡洋艦“高雄”，到深夜為止“高雄”壹直在海上漂流。雖然“海鯽”號打算繼續對“高雄”進行攻擊，但因航行上的失誤“海鯽”號在10月24日座礁。由於不能進行曳航，在乘員轉移到“鰷魚”號後便將“海鯽”號自沈。海鯽號艦長大衛·H·麥克林托克少校估計日本軍對“海鯽”號的殘骸進行殘調查時，會在艦內艦型識別訓練用的愛宕型模型上貼上寫有“這個（模型）與那個（愛宕）是同壹艦嗎？（これ（模型）があれ（愛宕）と同壹艦か？）”的便條。