Первый боевой поход лодки (с конца декабря по 20 января 1945 года) был не очень успешным, он свелся к двухдневному патрулированию вблизи острова Гуам.
16 декабря командир Джи-58 капитан 3-го ранга Мотицура Хасимото радировал на базу, что он направил четыре «кайтена» в порт Апра на о. Гуам, но не знает результатов их действий. Однако, позднее Хасимото заявил, что в результате атаки «кайтенов» в гавани Апра был потоплен крупный танкер, хотя это и не подтверждается американскими источниками. В течение своего второго боевого похода Джи-58 готовилась выпустить «кайтены» в атаку на корабли, стоящие на якорной стоянке острова Иво-Дзима. Атака не состоялась, так как незадолго до выпуска «кайтенов», 8 марта, Хасимото получил приказ отставить выполнение задачи и возвращаться на базу.
Сбросив «кайтены», Джи-58 поспешила в Окинасиму — базу на побережье Японского моря, где лодка на короткое время была назначена кораблем радиосвязи между штабом Объединенного флота и его разбросанными в океане соединениями. Не более успешным был и третий боевой поход Джи-58 к острову Окинава (с 1 по 29 апреля 1945 года). Лодку постоянно обнаруживали американские силы ПЛО. Забрасываемый глубинными бомбами Хасимото, практически все время вынужден был маневрировать на глубине 250 футов — максимально допустимой глубине для «кайтенов» — не имея никакой возможности выйти в атаку. Слегка поврежденная Джи-58 с выведенными из строя «кайтенами» вернулась в Куре, так и не атаковав ни одного корабля противника. После завершения ремонта, в ходе которого на Джи-58 установили два дополнительных «кайтена», лодка. 16 июля 1945 года вышла из Куре, направляясь в свой четвертый, последний и наиболее успешный боевой поход.
Хасимото патрулировал на пути между Гуамом и Лейте, где первый раз он обнаружил противника 28 июля. По его словам, обнаруженное американское судно было большим трехмачтовым танкером, идущим под эскортом эсминца. В атаку на танкер были выпущены два «кайтена», однако снова результаты атаки остались неподтвержденными. На следующую ночь, всего за две недели до капитуляции Японии, Хасимото при совершенно случайных обстоятельствах обнаружил «Индианаполис», который шел экономическим ходом через Филиппинское море.
В середине июля произошло три, казалось бы совершенно не связанных между собой события, которые сделали возможным это роковое рандеву. На военно-морской верфи острова Мар был закончен ремонт «Индианаполиса», после чего крейсер был выбран для выполнения специального задания. Рано утром 16 июля, вскоре после того, как на другом конце Тихого океана, в 6000 миль от Сан-Франциско в море вышла Джи-58, «Индианаполис» в свою очередь вышел из Хантер Пойнт в Сан-Франциско, имея на борту основные части атомной бомбы. В тот же день 16 июля в 900 милях юго-восточнее Сан-Франциоко, в пустыне штата Нью-Мексико был произведен взрыв первого в мире атомного устройства.