En , le Tama effectue un voyage diplomatique à San Pedro aux États-Unis, rapatriant le corps d'Edgar Bancroft(en), ambassadeur des États-Unis à Tokyo décédé le précédent.
En 1932, pendant l'incident de Mandchourie, il patrouille au large des côtes du nord de la Chine à partir de sa base de Taiwan. Lorsque la guerre en Chine s'étend, le Tama est impliqué dans les opérations de débarquement des troupes japonaises en Chine centrale.
Le , la 21e division de croiseurs quitte Yokosuka et est de nouveau envoyée vers le nord, autour de Hokkaidô. Elle est rappelée après le raid de 38 avions de la Task Force 16 (USSEnterprise) sur l'île Marcus le . Le Tama est ensuite attribué à la 1re flotte avec les cuirassés Hyūga et Ise, et il quitte Hashira-jima pour tenter de localiser les forces de l'amiral William F. Halsey, sans succès.
Le , 21e division de croiseurs retourne dans les eaux du nord. Après le raid de Doolittle du , le Tama est de nouveau appelé à se joindre à la poursuite des forces de Halsey. Fin avril et pendant le mois de mai, il patrouille dans les eaux du nord.
Le , le Tama quitte la baie de Mutsu pour participer à l'opération «AL» lors de la bataille des îles Aléoutiennes. Après le succès de l'opération, la 21e division de croiseurs retourne dans la baie de Mutsu le . Il est rapidement envoyé escorter un convoi à Kiska, puis patrouille dans le sud-ouest de Kiska jusqu'au , en prévision d'une contre-attaque américaine. Après un bref retour à Yokosuka pour de l'entretien, le Tama couvre le transfert d'une garnison de Kiska à Attu. Le , la 21e division de croiseurs escorte des renforts supplémentaires de Paramushiro à Attu. Le Tama continue ses patrouilles dans les îles Aléoutiennes, dans les îles Kouriles et autour d'Hokkaidô jusqu'au . Après un passage à Yokosuka début , il patrouille dans le nord du district de garde d'Ōminato, à Kataoka (Simushir) et à Kashiwabara (Paramushiro) jusqu'au , date à laquelle un convoi d'approvisionnement vers Attu est effectué jusqu'au .
Le , le Tama quitte Paramushiro pour Attu en compagnie de la 5e flotte du vice-amiral Hosogaya, comprenant les croiseursNachi et Maya, le croiseur léger Abukuma et les destroyers Ikazuchi, Inazuma, Usugumo, Hatsushimo et Wakaba. Les navires escortent trois navires de transport de troupes et des garnisons pour Attu. Lors de la bataille des Îles Komandorski le , il affronte le Task Group 16.6 comprenant le croiseur léger USSRichmond, le croiseur lourd Salt Lake City et quatre destroyers. Au cours des quatre heures de bataille, le Salt Lake City et le destroyer USS Bailey(en) sont endommagés par des coups de feu. Le Tama tire 136 coups de canons et quatre torpilles, recevant deux coups en retour, endommageant sa catapulte et blessant l'un des membres d'équipage. Le navire revient à Paramushiro le .
Il reste inactif à Kataoka pendant plus d'un mois, puis est envoyé à l'arsenal naval de Maizuru pour une remise en état le . De retour à Kataoka le , le Tama reprend les missions de garde jusqu'au . Deux jours plus tard, il n'est pas sélectionné pour l'opération «Ke-Go» (évacuation de Kiska), le Tama ayant des moteurs considérés comme trop peu fiable pour participer directement à la mission. Mais en raison des conditions météorologiques, la mission est annulée. Le Tama reste de garde dans les Kouriles jusqu'au .
Opérations dans le sud
Après un carénage à l'arsenal naval de Yokosuka, le Tama est envoyé dans le sud le avec des troupes et du matériel pour Pohnpei, dans les îles Caroline. Après un transit à Truk puis un retour à Kure, le Tama fait route vers Shanghai le , transportant des troupes supplémentaires pour Truk et Rabaul, en Nouvelle-Bretagne. Après le débarquement des renforts à Rabaul, il est attaqué par un bombardier Bristol Beaufort de la force aérienne royale australienne basé à Guadalcanal le . Sa coque ayant été endommagé, le navire rentre à Rabaul pour des réparations d'urgence.
Le , le Tama retourne à Yokosuka pour une refonte majeure. Ses canons 140 mm no5 et no7 sont retirés en même temps que sa catapulte et son derrick. Une monture double de 127 mm est installée, ainsi que quatre canons antiaériens à trois montants et six canons de 25 mm Type 96, portant le total à 22 canons de 25 mm. Un radar de recherche anti-aérien Type 21 est également équipé. Les réparations et les modifications sont achevées le .
Le Tama quitte Yokosuka le , patrouillant de nouveau dans les eaux du nord jusqu'au . De retour à Yokosuka le , le Tama débute des opérations de ferry transportant des renforts de l'armée impériale japonaise à destination de l'archipel d'Ogasawara, effectuant deux voyages le .
Le , le Tama quitte la 21e division de croiseurs de la 5e flotte pour la 11e escadre de destroyers de la flotte combinée, remplaçant le croiseur Nagara.
En transit au nord-est de l'île de Luzon le , il est repéré par le radar du sous-marin USSJallao, alors en patrouille inaugurale. Le croiseur est touché de trois torpilles, brisant le navire en deux et il coule en quelques minutes à la position 21° 23′ N, 127° 19′ E. La totalité des hommes d'équipage décèdent dans cette attaque.
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