“大和”艦的防空任務主要還是由其裝備的127毫米和25毫米口徑高射炮來擔任。89式40倍徑127毫米口徑高射炮，“大和”艦建成時裝備了12門（6座雙聯裝，均帶有防盾），後來在改裝中增至24門（12座雙聯裝，一半帶有防盾）。該炮俯仰角+90度、-8度，火炮初速725米/秒，最大射程14800米，最大射高9400米，射速14發/分，身管壽命800～1500發。96式60倍徑25毫米口徑高射炮，大和號建成時裝備24門（8座3聯裝，均帶有防盾），後來陸續加裝，最終總數達到152門。該炮俯仰角+90度、-10度。火炮初速900米/秒，最大射程6800米，最大射高5000米，射速220發/分。
防護
“大和”級重視防護，是當時防禦裝甲最厚重的戰列艦，按照設計要求，艦體防禦裝甲能承受自身460毫米口徑火炮在2萬～3萬米距離上的打擊。為此在主裝甲帶上安裝有1320塊410毫米VH（維克斯硬化）裝甲，並內傾20度。兩層水平裝甲厚度合計超過25厘米，能承受水平轟炸機8000米高度投下800公斤航空炸彈的攻擊（俯衝轟炸機有加速度，同等重量炸彈造成的損害要比水平轟炸機嚴重）；在甲板的煙囪開口處使用38厘米厚的蜂巢狀裝甲；水下防護能力按照能夠抵禦400公斤TNT爆炸當量的標準設計，可以在同時命中2枚魚雷時不影響戰鬥，命中10枚魚雷時也可以浮在水麵上。主炮塔正麵裝甲厚度更是達650毫米。其要害部位的裝甲防護可謂是麵麵俱到。
1942年2月12日，“大和”號接替“長門”號戰列艦成為日本聯合艦隊旗艦。從1913年到1942年的29年裏，日本海軍共建成戰列艦12艘。其中“大和”號（還有同型的“武藏”號）艦齡最短（1941年建成），排水量最大，火力最強，裝甲最厚重，被譽為無堅不摧、固若金湯的海洋鋼鐵城堡。因此，迷信大艦巨炮製勝論的日本海軍對它的期望值很大，認為憑借像“大和”級戰列艦這樣的單艦威力就可馳騁太平洋，與美艦隊抗衡了。然而，在美航母特混艦隊的打擊下，“大和”號幾乎無所作為。
1942年6月，“大和”號作為聯合艦隊旗艦參加了中途島海戰出師受挫，4艘航空母艦全軍覆沒，而“大和”號則在300海裏以外無所事事。8月17日，“大和”號再次出港，這次的任務是支援對所羅門群島方麵作戰。但該艦到達特魯克群島後，隻是整天待在港裏繼續無所事事。1943年2月11日，“大和”號的姊妹艦“武藏”號接替“大和”號成為新的聯合艦隊旗艦。5月8日，“大和”號離開了特魯克回到吳港入塢修理了3個月，又於8月23日回到特魯克。其後一些日子裏，該艦被指派去向一些島嶼上的日軍運送物資和補充兵員。
1943年12月25日，“大和”號在特魯克附近遭到美國潛艇的魚雷攻擊，戰艦右舷第165號肋骨（第3號主炮塔附近）被一發魚雷命中，進水約3000噸。受損後的“大和”號加速撤離了這一海域。1944年1月16日，“大和”號再次回到吳港入塢修理，出於防雷的考慮，在其舷側水線以下的防水區域內增設了一層呈45度傾角、厚6毫米的鋼板。同時進行改裝提高防空能力，戰列艦舷側的2座155毫米炮塔被拆除，同時加裝了6座127毫米雙聯裝高炮，25毫米高炮數則增至98門。同時艦上還裝上了警戒雷達。1944年4月10日，“大和”號的修理及改裝工程結束。
太平洋戰爭的形勢已經變得對日本越來越不利，聯合艦隊把擁有“大和”號、“武藏”號戰列艦的第2艦隊編入第1機動艦隊，為航空母艦提供掩護。1944年6月，“大和”號參加了馬裏亞納海戰。在這場航空母艦大戰中，損失慘重的第1機動艦隊撤離戰場。“大和”號第一次用主炮向來襲的美國飛機發射3式對空炮彈。
1944年10月22日包括“大和”、“武藏”等5艘戰列艦、12艘巡洋艦、14艘驅逐艦的第2艦隊從婆羅乃灣出發，參加萊特灣海戰。10月24日，栗田艦隊遭到美國海軍第3艦隊航母艦載機的猛烈空襲。在戰鬥中，“大和”號的姊妹艦“武藏”號被擊沉。“大和”號僅在前甲板被美機投中一顆炸彈。10月25日晨，在薩沃島附近，第2艦隊發現美艦。“大和”號的460毫米主炮在3.2萬米距離上對美艦開火。煙幕和雨幕以及美國驅逐艦的攻擊行動幹擾了“大和”號的射擊。中午時分，栗田放棄了追擊美艦的機會，開始回撤。1944年11月24日，“大和”號返回日本本土吳港。
1945年3月26日，美軍開始實施衝繩島登陸戰。日本企圖出動包括“大和”號在內的水麵艦艇艦隊支援衝繩日軍的作戰。4月5日，軍令部正式下達了“大和”號自殺性出擊作戰的“天一號作戰”命令，1945年4月6日，以“大和”號為旗艦的第2艦隊10艘軍艦（還有1艘巡洋艦及8艘驅逐艦）在伊藤整一海軍中將的指揮下，從瀨戶內海西部的德山錨地起航。4月7日淩晨，美國潛艇在九州島西南海麵發現了這支艦隊。12時31分，美國海軍發出了第一個攻擊波，美國飛機集中攻擊“大和”號左舷，有4枚炸彈落到了“大和”號第3號主炮塔附近，其中2枚225公斤炸彈穿透了後部主甲板爆炸，將戰艦後部的155毫米副炮和預備射擊指揮所炸毀。12時43分，大和艦左舷前部被1發魚雷命中，“大和”號航速降至22節。13時35分，美軍第二攻擊波飛機到達。13時37分，“大和”號艦體左舷中部被3枚魚雷命中（分別命中143、124、131號肋骨），使其艦體左傾達7～8度。幾乎與此同時，由於美機投下的一枚450公斤重的航空炸彈炸毀了“大和”號排水閥門，使該艦無法進行排水作業，艦長下令向右舷艙室對稱注水以恢複艦體平衡，航速降至18節。13時44分，左舷中部又被2枚魚雷命中，使左傾增加到15～16度，這使該艦的大口徑高炮無法使用。14時01分，美機3顆航空炸彈擊中左舷中部。14時07分，一枚魚雷又擊中右舷150號船肋。14時12分，大和艦左舷中部和後部又被2枚魚雷命中，艦體傾斜達16～18度。由於右舷注排水區已經注滿水，隻能繼續往機械室、休息室和鍋爐艙裏注水。14時15分，“大和”艦左舷再中1雷，航速漸漸減至7節。艦長被迫發出了棄艦令。14時23分，“大和”艦突然發生主炮彈藥庫大爆炸，葬身海底，全艦2498名官兵（連同司令部人員共有2767人）中僅有269人獲救（另有7名司令部人員獲救），其沉沒地點在日本九州島南西50海裏，德之島西北200海裏，東經128度04分，北緯30度43分。