加賀號航母正面特寫
1934年6月25日，加賀號進入佐世保海軍造船廠實施大改。拆除中、下兩層飛行甲板，加長最上層飛行甲板，增設一部升降機，機庫面積大幅度擴展。長尾巴的大煙囪被下彎式煙囪取代，不過相對赤城號要小一點。
加賀號航母
原先中層甲板上的兩座200mm雙聯炮塔雖被取消，但平賀讓堅持在加賀號兩舷各增設兩座200mm炮廓炮，這樣仍舊維持大口徑火炮數量不變，可見當時日本海軍對重炮的痴迷程度（赤城號很幸運沒有安裝），不過實戰中這些火炮卻從未開火。另外這次改造還更換了8臺艦本式高溫高壓鍋爐，使航速略有提升。
加賀號航母模型
改造完的加賀號終於變得簡潔明瞭，從野路子融入到主流航母中。它標準排水量38200噸，滿載排水量42500噸，最高航速28.3節，續航距離10000海里/16節，裝備雙聯裝89式127mm炮8座，10門200mm炮廓炮，搭載戰機75架，艦員2000人。
赤城、加賀號航母（遠）
大改之後的加賀號與鳳翔、龍驤號一起編入長谷川清的第三艦隊第二航空戰隊，參與了盧溝橋事變後的侵華戰爭。在“八.一三”第二次上海事變引發的淞滬會戰中，加賀號成為日軍空中行動的主力急先鋒。8月15日，加賀號出動16架九四式艦爆、13架九六式艦攻、16架八九式艦攻在沒有戰鬥機護航下仍然囂張的對中國軍隊機場實施偷襲。
日寇九六式艦攻
結果在筧（音剪）橋機場、曹娥機場日本匪徒遭到了中國空軍有力回擊，一共損失8架八九式艦攻、2架九四式艦攻。高志航大隊長的第四大隊表現突出，擊落6架日本戰機，其中尤以22分隊長樂以琴上尉最為搶眼，他一人幹掉了4架，六天後就成為中國空軍史上的第一個王牌飛行員，被譽為“空中趙子龍”。12月3日在南京保衛戰中，樂以琴和董明德（也是後來的王牌飛行員）二人面對幾十架敵機的圍攻不幸被擊落，樂以琴跳傘時為躲避日機對飛行員的掃射，決定推遲打開降落傘，在落地時不幸頭部受傷以身殉國，年僅23歲。
樂以琴烈士雕像
9月7日太湖空戰中，加賀號被擊落九五式艦戰、九六式艦戰各1架。此後隨著日軍新型戰機九六式艦戰的逐漸增多，中國空軍損失越來越大，到月底時已經很難再有作為。而加賀號卻越發囂張，多次轟炸南京、江陰要塞，炸燬中國海軍僅存的大型軍艦寧海、平海號。
寧海號輕巡洋艦，3000噸，當時中國海軍主力戰艦
此後加賀號轉戰華南支援日本陸軍侵佔廣東。38年8月30日，加賀號11架九六艦戰、6架九五艦戰、5架九六艦爆在南雄上空與駕駛英制角鬥士戰鬥機的中國空軍第3大隊遭遇，4架96艦戰、2架九六艦爆被當場擊落。中國空軍損失飛機5架，大隊長吳汝鎏以下三人為國捐軀。
吳如鎏烈士
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