日本海军的战前第三次军备扩充计划即丸三计划，是预见到在《限制海军军备条约》已经过期失效的情况下，日本与美英等西方海军强国之间未来极有可能发生大规模海上战争而制定的，但当时日本海军还不能确定这场战争具体将在何时发生，丸三计划只是一个为期十年的庞大扩军计划的初始阶段，就如同甲午战争之后因为“三国干涉还辽”，日本蒙受所谓“羞辱”，日本海军“卧薪尝胆”所实施的针对俄国海军的十年扩军计划一样。但是，美国的工业实力相对日本优势之大，绝非无能自满的沙皇俄国可以比肩。
日本发动大规模侵华战争
1937年，美国也开始大造军舰，很快显示出要将日本远远甩在身后的趋势，而日本发动大规模侵华战争又使其在世界外交舞台上陷于孤立状态，世界舆论对其表现出明显的不满，同情在痛苦中奋勇抗战的中国。
日本海军只得于1939年9月初，即第二次世界大战在欧洲爆发仅仅数日后，制定了第四次战备扩充计划即丸四计划，要求建造以大和级战列舰的第三、第四号舰为首的80艘军舰，总吨位321000吨。丸四计划的这80艘军舰中仅有一艘航空母舰，编号130号，即后来的大凤号航母。
日本海军过往改造或新建主力舰队航母都是成对的，如赤城与加贺、苍龙与飞龙、翔鹤与瑞鹤，丸四计划中只列入一艘大型航母的原因毫无疑问在于日军沉重的预算压力。为130号舰编制的预算是1亿多日元，在单舰预算2亿6000万日元的大和型后续舰之后排名第三，但丸四计划总额超过12亿日元的庞大支出已成为日本几乎无法应对的财政重压。
大和型后续三号、四号舰在“战列舰队决战”思想并未动摇的前提下，又面临美国海军的北卡罗来纳级、南达科他级等新锐战列舰纷纷诞生的压力，是绝对不可能取消的，那么只能选择减去一艘大型航母的预算。
相对日本海军已经拥有的赤城、加贺、苍龙、飞龙及丸三计划出台后正在加紧建造的翔鹤、瑞鹤，美国海军则拥有列克星敦、萨拉托加、约克城、企业，正在建造黄蜂，并有传言说其准备开建性能更好的大型航母，可见美国舰载航空兵的发展步伐亦日趋加速。但总体来说，1937年时的美国海军也将扩军资金的主要部分投入了战列舰队扩充计划。日本海军的丸四计划只列入一艘航母应仍可保证未来一段时期内其舰载航空兵不处于劣势，而海军高层的想法就是在130号舰上寻求相对翔鹤型航母的进一步技术性能提升，从而维持其优势。前文已述，翔鹤型航母在设计之初便有过飞行甲板要能够抵挡大型炸弹水平轰炸的防护能力要求，虽然这个要求由于翔鹤型航母最终必须保证搭载机数、航速与复原性等指标而被放弃了。
1944年时的大凤号航空母舰线图及内部划分线图
130号舰从设计探讨阶段开始就已确立的中心思想一言以蔽之就是：学习英国首创、正在建造中的光辉级航母，借鉴其由厚重钢制装甲板构成的起飞甲板以及全封闭式的舰艏。自从一战后全直通式飞行甲板、舷侧舰岛成为正规航空母舰的设计惯例以来，钢制飞行甲板和封闭式舰艏是引领航母技术向战后时代跃进的重要里程碑。事实上，战后航母无非就是在此基础上加上斜直两段式甲板，使用蒸汽弹射装置或跳板滑跃起飞方式应对喷气式战机的起降，最后再加上核动力，而成为今日超级航母之常态的。
战后航母的这些进步与战败国日本是无缘了，不过在太平洋战争爆发前的这一段时期，日本海军仍然在追赶着世界航母发展的最新趋势。总而言之，130号舰要在保证必要的搭载飞机数量、武器与燃料携带量的基础上，成为一艘能够应对敌军攻击、不容易失去战机起降能力的航空母舰。对于130号舰的其他性能指标，海军在向大藏省提出预算要求时所列出的数字是相当不切实际的：排水量28500吨，最高航速35节，155毫米主舰炮6门、100毫米长管高射炮16门、25毫米机关炮36门，搭载战机126架（96架常用，30架备用），预计建造资金具体数额是105318000日元。这也反映出当时日本海军为了争夺预算资金，几乎到了不惜扯谎的地步。
照片可能拍摄于1944年6月上旬，近景的大凤号航母停泊于塔威塔威海湾内，左上是翔鹤号航母。
一开始，海军军令部只要求130号舰（以下直接称为大凤）的飞行甲板能够抵挡250千克炸弹（实际上是指与之接近的美军500磅炸弹），但在与各方探讨的过程中又修改为能够抵御从700米高度俯冲投下的500千克炸弹。
经过计算，至少得铺设75毫米的CNC装甲板，下面再加20毫米的DS特殊装甲，才能达到所要求的防护能力。铺设如此厚重的防护装甲，从舰艇复原性以及机动性的角度来看是存在很大问题的，于是设计部门又转而调查战机进行起降所需的最小甲板面积是多少，随后得出的结论是飞行甲板中长度150米、宽度18米左右的部分才是战机起降所需最小限度区域，因此决定在大凤的飞行甲板中铺设厚实装甲板，抵御500千克炸弹攻击的区域就局限于此（大体上就是前后两部升降机之间的区域），占整个飞行甲板面积的50%左右。还有意见要求飞行甲板能够抵御500千克以上重量的炸弹（例如800千克或与之接近的2000磅炸弹）攻击，但设计部门认为重量更大的炸弹只能通过大型轰炸机以水平方式投下，对于可以在海面上机动的军舰来说命中率极低（后来实战证明这一预测完全正确），为了防备这种相对很小的风险而将飞行甲板防护设计推往极端化，并导致基准排水量也可能超出3万吨，这种想法并不可取，海军高层接受了这一观点。
关于大凤飞行甲板的资料较少，所以一直以来人们认为其表面直接铺设了装甲板，但近年发现的照片表明其飞行甲板表面很可能还有一层涂有防火涂料的木甲板，而日本海军在大凤之后试图进行量产的改大凤型航母的设计图纸中确实存在表面铺设木甲板的记载。
日本海军考虑到大凤在未来海战中可能成为本方舰载机部队的中转基地而尽量接近敌舰队，从而可能受到敌军巡洋舰、驱逐舰、潜水艇等部队的炮弹、鱼雷攻击，对它的舷侧舰体防护也提出了很高的要求，舷侧装甲上方最厚部位有185毫米厚，下方也有70毫米厚。
大凤的舰腹部吃水线以下安装了角度倾斜装甲板，试图使垂直方向射来的鱼雷爆炸冲击波方向偏斜从而被削弱。减小冲击力的另一个措施是在舷侧中央部位设置两层防御隔壁，注入重油或者水，经过试验这确实能够将冲击力扩散至较大范围受力面上（类似于防弹衣的原理），鱼雷的爆炸冲击力能够被削弱约三成。当然，其他重点部位的增设防护也不可少，轮机舱、航空燃料库和弹药库都在上方铺设了75毫米厚的装甲板，要求能够抵御1000千克水平轰炸炸弹和203毫米炮弹爆炸，轮机舱等处还采用五层舷侧隔壁结构进一步增强防御力，弹药库、航空燃料库则在周围铺设55毫米厚装甲板，舰底部还采用了三重底构造。
大凤的装甲带
日军对大凤飞机库防御的重视程度也是前所未有的。为防止一旦飞行甲板被穿甲弹穿透，爆炸碎片飞入机库内对飞机和人员器材造成损伤，机库的顶部还有一层10毫米厚的装甲板，其与飞行甲板的装甲板之间距离有70厘米，而机库的侧壁也有25毫米DS装甲板防护。机库侧壁另有一项设计，即在其支撑柱之间设有长1.5米、宽0.7米的爆气排放孔，外侧用25毫米钢盖覆盖，当机库内部发生爆炸、产生爆风，此钢盖就会瞬间向外脱落，从而将爆炸威力释放出去。
然而设计人员万万没有想到的是，最终让大凤倒霉的并不是凶猛的爆炸冲击波，而是不断聚集、却受阻于封闭的机库结构而无法排放出去的挥发性轻质油气，此乃后话。总之，在大凤设计完成、投入建造的时候，设计和造船人员都信心十足，认为这真是一艘“完美无缺”的航母，即使被击中20枚炸弹和鱼雷也不会沉。按照太平洋战争爆发前的海战标准，这就等于宣称大凤与大和型战列舰一样，是一艘不沉战舰了。
英文标注的日方大凤号航母设计草图
除了令人印象深刻的防御力，大凤的另一个重要特点是学习了英国的皇家方舟号、光辉级航母的封闭舰艏结构，大大提高了抵御风浪的能力，这也是吸取当年第四舰队事件中很多军舰被大浪击毁舰艏的深刻教训后所引进的设计。此设计还带来了另一个好处，即过去为了防止大浪冲击破坏飞行甲板前端，一般飞行甲板都要退后于舰艏（即锚甲板）一段距离，但采用了封闭舰艏结构（即把锚甲板包入舰体内部）以后，飞行甲板反而能够向前方突出一段距离，整体长度得以延长。与翔鹤相比，大凤削减了一层甲板，从而降低了干舷高度，水线至飞行甲板的距离是12.5米，满载状态下只有12米。封闭舰艏以下沿用了翔鹤型航母的球鼻艏，以提高适航性。大凤也采用了长宽比较高的高速舰体，从正面看上甲板以上的舷侧舰体有明显外倾，犹如展翅之飞鸟，似乎比前型航母翔鹤更配得上这一美名，今日以航空母舰模型大师的作品观之，大凤的舰体也无愧于日本航母中最为优美之名。
大凤的其他一些技术细节也极富特色。尽管日本海军方面仍然希望大凤拥有前中后三部升降机，但如果要以同等尺寸设置这三部升降机，其重量一定会带来复原性问题隐患，因此最终决定只设置前后两部升降机，铺设两层25毫米DS特种装甲防护，由此单台升降机的重量达到创纪录的100吨。不过其升降速度并不慢于以往的日本航母升降机，并且升降机井与机库之间还有7毫米特种装甲制成的防火门阻绝。作为飞行甲板的航空设备，原计划在前升降机的前方设置挡风栅，但战时为节省工程就没有设置，同时被取消的还有预定装在舰艏部位的两台飞机弹射装置。大凤的飞行甲板上有14条横向拦阻索，原计划仍然安装吴式四型制动装置，但在建造过程中换成了最新的三式十型制动装置，采用油压制动力，最大制动重量达到6吨，可以应对烈风舰战机、流星舰攻机等更大更新的舰载机。
大凤的舰桥设计，如前所述来自于改造飞鹰型航母已经试验过的设计（由海军航空技术厂先进行了风洞试验），实现了舰桥与大型烟囱的一体化，且高高耸立的烟囱有一个明显向舷外飘飞而出的角度（26度），可以尽量避免烟囱排气搅乱气流、影响战机起降。烟囱内部也有冷却水喷淋装置，以期降低排气温度。为了防止从锅炉舱到烟囱的通烟管道将热气透过甲板传导入机库并预防管道破损，管道和机库地板之间隔开了一层密闭空间。大凤的一体化舰桥设置于右舷中央靠前处，舰桥上除防空指挥所、罗经舰桥、操舵室这些必要区域以外，还有一个向飞鹰型航母学习的地方，就是顶端设置的电探雷达，分别是位于三角桅上的13号电探和位于防空指挥所后面的21号电探。由于一体式舰桥的庞大重量影响，大凤的飞行甲板相对于中心线位置，左舷比右舷的后部宽度要多出两米左右，如此可以达到舰体的左右平衡，而不需如飞鹰型航母那样在左舷舱底放置配重物。日本海军对大凤防御能力的重视程度在舰桥上也有所体现，罗经舰桥壁板上设置有25毫米DS特种装甲钢板，操舵室四周则设置有40毫米厚圆筒形装甲板，这一设计来自于阿贺野型轻巡洋舰。
1944年5月中旬，停泊于塔威塔威海湾的大凤号，旁边是瑞鹤号
在厚实的双层装甲飞行甲板和10毫米防弹片装甲板以下，大凤拥有两层飞机库，但机库长度却仅限于前后升降机之间，即与飞行甲板中间的双层装甲防护带基本吻合的区域，这一方面是为了保证机库的防御能力，另一方面也是因为飞行甲板的重量太大（尽管其装甲防护带已经限制在整体的50%左右面积）而导致全舰重心上升，带来了复原性问题，所以大凤的舰载机数是根本不可能实现提交丸四计划预算时海军大吹牛皮的126架的。大凤开工建造时预计实际能搭载九六式舰战24架、九九式舰爆24架、九七式舰攻30架，总数78架，分装在两层机库中，自然每一层机库的面积并不需要很大。在机库前后及侧部空出来的区域设置了舰员居住区，上层机库的甲板（即下层机库的天花板）也设置有16毫米厚的钢板，以便进一步保护下层设施。随着日军各式新型战机在战前或开战后纷纷诞生，大凤又变换出多个搭载战机方案，但最终只能以其生涯所参加的第一次也是最后一次海战——马里亚纳海战时的实际搭载情况为准。大凤曾经设想的最豪华舰载机搭载方案是烈风舰战24架、流星舰攻25架、彩云舰侦4架，当然这个很令人心醉的方案是实现不了的，因为三菱A7M烈风舰战直到1944年5月才首次试飞，因受困于发动机问题，直至日本战败才造出8架原型机，而当时美国人手中比之性能更高的F8F熊猫战机已准备服役了。
正在进行全速公试航行的大凤号航母
总之，大凤的搭载战机数是赶不上翔鹤型航母的，这是其（号称）拥有完美防御能力所必然要付出的代价。但除了自身的舰载机要用于攻击敌军舰队外，如果其他日军航母在作战中受损而丧失战机起降能力，那么归航后不能降落母舰的战机也要转而在难受损伤的大凤舰上降落，经过整备之后再起飞作战，以其能够执行保持战力之任务而言，大凤的搭载机数减少也是值得的。为了让数量稍有缩减的舰载机能够发挥最大战斗力，大凤上还安装了三式弹药输送装置，能够将从弹药库提取炸弹至上层机库的时间从2分钟缩短至45秒以内，使舰载机能在更短时间内完成作战准备。一般的航母只需要携带自身使用的航空燃料与武器，但大凤是设想要接纳其他航母战机降落并进行补给的，因此其携带炸弹、航空鱼雷、轻质航空燃油的数量都大大多于其他日军大型航母。
大凤的防空火力也得到了显著提升。1942年才研制出来的最新式65倍口径98式100毫米双联高射炮（即日本海军在战败前吨位最大的驱逐舰——秋月型防空驱逐舰所采用的主炮）能够以1000米/秒的初速发射13千克炮弹，射程14000米，射高11000米，射速最快达19发/分（因为采用了半自动装弹系统），炮塔俯仰角度是-10—90度。大凤装备此双联装主炮共6座（近似轻巡洋舰的秋月型驱逐舰则是4座），即100毫米高射炮达到12门之多，以左舷前二后一、右舷前一后二的交错方式布置，而25毫米三联装机关炮则密密麻麻地设置有17座。总之，大凤本身的高射炮火力达到了日本海军航母的新高度。推动大凤这艘庞大钢铁航母前进的动力，是与翔鹤型航母一样的蒸汽轮机系统，最大输出功率同为160000马力，改进巡航涡轮后最大巡航马力提高至66000马力，由此保证其起飞战机时可得到26节航速。
大凤号外观线图，可见其大承重新型升降机的形状
65倍口径98式100毫米高射炮，日本海军防空领域最高级的武器。
1941年7月10日，丸四计划130号舰即大凤在川崎神户造船厂的第4船台中开工建造，预计要到1944年6月完工。而同在该厂建造的丸三计划四号舰航母瑞鹤，是在1941年8月14日驶出神户港前往吴港实施最后的舾装工程的，途中差点因为遭遇台风而翻船。大凤引入了英国航母的封闭舰艏、钢铁飞行甲板技术，继续沿用日本航母上已有使用经验的一体化大型舰桥、防弹多层隔壁技术，又有机库上方增设一层防弹板、机库外壁加上排爆风钢盖这样的创新设计，堪称集日本战前航母设计最前端技术之大成。大凤的基本设计方案在1939年就已经规划完成了，为什么会拖延至1941年日美开战几乎已板上钉钉的时候才开工建造呢？实际上，日本为了与美国进行军备竞赛，不但在军备资金方面承受了极其沉重的压力，造船工业本身也是满负荷运转。丸三扩军计划中的大和（吴海军工厂）、武藏（三菱长崎船厂）、翔鹤（横须贺海军工厂）等巨舰已经使得各大船厂不堪重负，将瑞鹤交给缺乏经验的川崎神户船厂已然是冒险之举，实在挤不出船台和足够的熟练技术工人提前建造大凤，只能等待川崎神户船厂搞定瑞鹤之后立刻开始大凤的建造——历史证明，日本造船力量被军备竞赛的压力榨干，才是大凤悲剧性结局的真正原因。
大凤开工建造5个月之后，1941年12月8日，南云机动舰队6艘航母成功突袭珍珠港，太平洋战争爆发。神户川崎船厂内，就在大凤刚刚兴建的龙骨旁，工人们聚集起来，激动地聆听开战宣告。显然，大凤的建造工程必须加紧实施，争取早日下水投入战争。与先前建造瑞鹤一样，现场的指导技师与技术工人们在极端艰苦的条件下挥汗如雨不停工作，在许多层甲板、无数个人孔之间穿来穿去，白天施工完毕后晚上还要忙于堆积如山的图纸绘制。通过省略一些并不紧要的工程，该舰终于在1943年4月7日下水，正式得名“大凤”。而此时日本海军已经连败于中途岛和瓜岛，战争局势岌岌可危，大凤下水后安装动力系统、武器等的繁杂工程必须进一步加速，1943年秋高松宫宣仁亲王也亲赴神户川崎船厂，参加由厂领导吉冈保贞主持的工程缩短督促会议，结果当年年末所有工程相关者都在加班加点拼命抢进度，没有人能够回家过年。大凤的首任舾装员长是澄川道男海军大佐，1943年末他晋升为少将，舾装员长便由与他同期在海军兵校毕业的菊池朝三大佐接任，后者曾经担任日本首艘正规航母凤翔的舰长，率领的下士官基本都是舞鹤附近出身（因为大凤的船籍就归属舞鹤镇守府），同时还从瑞鹤舰上调来了一些老练水兵担任骨干。
1944年2月3日，大凤驶出神户港，通过来岛水道进入吴海军工厂第4船渠实施最终舾装工程；3月7日，饱含日本海军上下莫大期望的大凤号航母终于宣告竣工服役，比原计划提前了3个月。
大凤号航空母舰模型
大凤号航空母舰主要性能参数：
标准排水量：29300吨。公试排水量：32400吨。满载排水量：37268吨。舰体全长：260.6米。最大舰宽：27.7米。平均吃水深度：9.67米。飞行甲板全长：257.5米。飞行甲板最大宽度：30米。动力装置：舰本式高中低压减速齿轮蒸汽轮机4台，吕号舰本式重油锅炉8座。输出功率：160000马力，四轴推进。航速：33.3节。燃料搭载量：重油5700吨。续航距离：10000海里/18节。武器装备：双联装65倍径98式100毫米高射炮6座，三联装96式25毫米机炮17座，可能还装有20门单管25毫米机炮。马里亚纳海战开始前搭载舰载机：75架，其中零式舰战27架，九九式舰爆和彗星舰爆27架，天山舰攻18架，彩云舰侦3架。乘员：1751人。
竣工服役的大凤经过短短数周时间的紧急磨合，于3月25日回航德山，编入3月1日刚刚组建的新第一机动舰队即小泽机动舰队，28日便跟随机动舰队一同驶往新加坡林加锚地。4月15日大凤取代翔鹤的位置，正式成为小泽治三郎海军中将的旗舰，同时直接率领翔鹤、瑞鹤两艘功勋老航母，一同编组为第一航空战队，下属海军第601航空队。5月15日小泽机动舰队进入联合舰队塔威塔威基地集结。美军庞大舰队出现并进攻马里亚纳群岛的消息传来，大决战随即展开。为真切描绘大凤的悲惨结局，以下引用日本海军军官的战后回忆。首先是时任小泽机动舰队司令部附属技师长、海军技术大佐的盐山策一的回忆：
日军没想到他们的战机被美军消灭的一干二净，根本就不需要收容返航的战机了
“6月13日清晨，全舰队整列驶出塔威塔威基地，就在出港前，我被命令登上大凤舰。我将家里祖传的军刀插在腰间，带着装换洗衣物的两个箱子登上了大凤的舷梯。与我（兵校）同期的先任参谋大前敏一大佐说：‘我在出港以后就一直在舰桥里了。你就用我的房间吧。’于是我安顿了下来。……但是出港还没多久，一架在前方实施警戒的战机着舰的时候发生事故，与飞行甲板上系留的其他战机相撞发生了火灾。虽然这场火灾很快就被扑灭了，但确实令人非常担心飞行员的熟练程度。”
6月13日的这场事故是一架在大凤上降落的天山舰攻不慎撞上甲板上多架系留战机并引发了火灾，损毁零战2架、九九式舰爆2架、天山舰攻1架，有1名飞行员和7名地勤人员死亡，可谓出师不利。6月19日上午7时25分，大凤的舰桥桅杆上，“皇国兴废在此一战”的Z字旗猎猎飘扬，8时25分，第一航空战队（甲部队）3艘航母同时迎风转向，出动128架战机的第一攻击波机群。相对于经验无比丰富的翔鹤与瑞鹤，这是大凤的第一次战斗，舰上每一个人都显得异常激动。
美国第58特混舰队与日本海军机动部队
“飞行甲板上的飞行队由舰桥后方指挥所中的飞行队长指挥，按顺序排列，飞行员们缠在头上的白色毛巾迎风飘扬。舰桥中的军官们拿着右手的白手套挥舞，甲板上的本舰水兵们则要么挥舞两袖要么挥舞帽子，一架架起飞的战机在上空进行编队。最后一架起飞的战机突然之间急速向右转，直接突入水面。从敌潜艇大青花鱼号发射的鱼雷拖着白色雷迹直朝大凤而来。突然扎下海面的战机就是向着这艘潜艇的潜望镜扎下去的。”
虽然“彗星”机组舍命相救，但最终还是没能阻止“大凤”被鱼雷击中并最终引发爆炸沉没的命运
这架主动扎入海里的彗星战机的驾驶员是小松咲雄兵曹长，他到底是想以己身挡住直飞大凤的鱼雷还是撞向大青花鱼号潜望镜已经很难搞清楚了，但这样的英勇行为也于事无补。美军潜艇早在6月15日便发现了由塔威塔威基地出发的小泽机动舰队，大青花鱼号（SS-218）就是根据这个情报与同一天击沉翔鹤的刺鳍号潜艇（SS-244）一同跟踪小泽舰队，并趁着大凤忙于起飞战机的时候率先发射6枚鱼雷攻击的。不管小松座机有没有挡掉一枚鱼雷，总之多枚鱼雷还是向大凤扑去，最终有一枚命中了右舷。
高松宫宣仁亲王于1943年4月7日前来神户船厂参加大凤的下水仪式
“尽管舰桥下令紧急转舵，但还是传来了锵的一声尖锐金属音，舰桥右舷下方腾起一道水柱，飞沫溅入舰桥，整艘舰都有强烈的冲击感。舰内在那一瞬间惊叫：‘鱼雷命中！’不过到底是新锐航母大凤，好似什么事也没有一般，继续平稳高速航行。为了确认舰内损伤，我立即赶赴防御指挥所，从防御甲板的人孔中探出身来的水兵报告道：‘升降机室损坏。’随后就倒下了。似乎是挥发油燃料库被（冲击波）直接击中，挥发油的臭味直冲入鼻中。我进入防御指挥所，与身为（损管）指挥官的内务长就进水区域进行了确认，随后商定需堵住挥发油泄漏的洞口，全舰通风以防发生火灾。但是，挥发油燃料库的上部就是前部升降机，冲击发生时升降机上正好有战机，战机从导轨上震落下来，以倾斜姿态卡在中间。战机起降的时候升降机正好堵住飞行甲板上的孔洞（升降机口），但现在的状态是不能再收容归来的战机了。”
此时没有任何人能够料想到刚刚起飞的第一攻击波机群很快将在美军舰队的层层防御圈面前被消灭殆尽，只有少数幸存者能飞回来，起飞第二攻击波也只是自寻死路。对于大凤本身的安全来说，更重要的是让堵塞的升降机口恢复通风，排出挥发油气，但下达的命令却是反其道而行之。
“根据长官命令，我们采取应急措施，将其（升降机口）堵住，本舰工作长于是指挥收集应急木材在甲板上，连水兵的饭桌和椅子都搬来了，尽量修补至可以着舰的状态。但就在这时，从舰内挥发油库后面的弹药库传来报告，（人员）因为油气（浓度太大）而从弹药库中撤出了。”
究竟是什么因素令如此庞大、在增强防护力上费尽心血的大凤仅仅被击中一枚鱼雷就沉没了呢？从大凤沉没到战后这数十年间进行过无数次讨论，最后得到的共识是，潜艇大青花鱼发射命中的这一枚鱼雷除了让前部升降机垮塌外，同时还造成了前部轻质油库上方装甲板被震出裂缝，挥发性油气由此溢出并聚集在封闭性设计的飞机库中，遇明火造成大爆炸，引发严重火灾从而导致大凤沉没。当时在大凤舰上服役的海军第601航空队吉村嘉三郎大尉在战后发表证言说，大凤的锅炉舱、主机舱在机库爆炸时是完好的，引发火灾的原因绝不在于锅炉起火爆炸，而这是其他许多大型军舰沉没的重要原因。那又是什么因素导致挥发性油气大量溢出的呢？当初翔鹤与大凤在川崎神户船厂建造时，舰体工程的负责技师是长谷川键二，而其副手是年轻的吉田俊夫。吉田俊夫1938年毕业于大阪大学造船学科，成为海军造船中尉，先后参与过航母加贺的改造工程（这里所指并不是战列舰加贺改为航母的工程，而是太平洋战争前加贺的旧锅炉改造及复原性加强等工程）、驱逐舰雪风与矶风的舰体工程等。在川崎神户船厂已经接到大凤建造任务但长谷川又忙于瑞鹤工程的一年左右时间中，是这位吉田负责总体设计图和详细尺寸图纸的绘制、与海军造船监督官的协商、材料的购买等前期准备工作，而战后吉田以日本焊接学会会长身份出席在美国麻省理工学院召开的先进焊接技术学术会议时表达了他对大凤沉没的个人观点：虽然大凤舰体构造大体采用铆接，但轻质油库是全焊接构造，尽管使用了当时（日本）最高的焊接技术，但是否有材料焊接性能不足的问题，有没有焊接技术不过关的问题，向油库中注排油的系统有没有缺陷等，由于大凤长眠海底，具体原因已找不到实物证据，最大可能还是在于焊接技术不过关。
大凤与凤翔、龙骧、飞龙、翔鹤
吉田引用美国方面提供的数据说，二战中美国共建造了4694艘全焊接结构的标准船舶，其中28%曾经发生过焊接不良事故，而5%是毁灭性的大事故。对于焊接结构所特有的“脆性破坏”现象，美国人也是在分析了这许多事故现象的基础上才予以重视并进行改良的，本来日本造船业在战前焊接技术和焊接材料质量就大大落后于美国，再加上战时技术熟练工人严重不足，大凤的轻质油库受冲击而导致焊接结构被破坏既是偶然也是必然。大凤的机库是封闭式的，机库侧壁上的爆气排放孔没有受到爆风冲击就不会自行脱落。如果当时采取的措施是去除前升降机口的堵塞物，并打开后升降机口，对流通风，那么大凤也有可能得救，但偏偏当时小泽司令部发出的指令是将前升降机口用紧急收集的木材密闭，后升降机也因为需要起飞第二攻击波并迎接归来的舰载机而升起且封闭了升降机口。虽然机库通风装置换气扇全部打开，却仍是杯水车薪，油气浓度很快升至让机库中的人睁不开眼睛的程度。
还有观点认为，舰内负责维修的工作人员大多去参与封闭前升降机口的工作了，参与维修轻质油库阻止泄漏的工作人员太少，这也属于重大决策失误。
10时30分左右，堵塞的前升降机口经过确认已足够应对战机起降，随即第一、第二航空战队航母，包括大凤在内，起飞了第二波攻击机群。大凤舰上的小泽司令部开始将注意力转向对空警戒，并期待已倾巢出动的攻击队传回好消息。但是大凤机库内挥发性油气聚集却越来越严重，人们大叫着：“不要用火！”“不要产生火花！”战后许多人认为是水兵靴上的金属钉碰撞产生的火花引发了大爆炸。当数架属于第一攻击机群的幸存战机在14时左右返回时，大凤的危险状况已不允许战机着舰，幸存战机只能转向瑞鹤号航母着舰（如前所述，翔鹤号也在上午11时20分被美军刺鳍号潜艇的4枚鱼雷命中，14时已经进入弥留时刻，全员撤离）。关于大凤随后发生的事情，继续引用盐山策一的回忆：
“升降机口算是给堵上了，我回到位于舰桥后部的作战室中向长官汇报后，终于可以坐在椅子上，用手撑着脑袋喘口气。突然之间一声巨大的爆炸声与震动感让我跳了起来（大爆炸发生在14时32分）。我连忙将挂在肩上的防毒面具戴起，直奔到舰桥。起初我以为是挨了大型炸弹，卷起并收藏在作战室天花板内的航海图与舾装时的灰尘都噼里啪啦落了下来，室内立即一片烟雾。望向海面，航母已经停止高速行驶，只以怠速前进，四周好似死城一般寂静，只有南方海洋上空的太阳光芒四射。突然之间，飞行甲板左舷的机炮台着火了，发出噼啪噼啪的弹药燃爆声，红色火苗四处蔓延。我看到这是从飞机库内部爆发出来的（火灾），为了防御而设置的防御钢板高高隆起，显示着爆炸有多猛烈。在舰桥后指挥战机的飞行队长、在甲板上忙于修理的工作长、在两舷操作机炮的射手都不见踪影，似乎都被爆风给掀入海中了。我如果还待在升降机附近，恐怕也是同样命运。火势已猛烈逼近舰桥，我虽然高喊‘消防！’，但由于机关部也被摧毁，打开消防水泵也出不来水。”
战后有观点认为，正是因为大凤的飞行甲板有两层装甲再加上下方还隔有一层10毫米防弹装甲，才导致机库中油气大爆炸的冲击力无法向上释放（正如盐山所说，钢铁飞行甲板瞬间被炸得软化隆起，但并没有爆炸火焰向上喷出，当时在大凤后方航行的重巡羽黑舰上的乘员看到大爆炸将大凤舰侧的壁板爆飞，舰载机和乘员飞出落海），从而导致爆炸冲击力大部向下摧毁了动力舱室。
小泽治三郎海军中将
“虽然我想叫驱逐舰过来（喷水）灭火，但高射炮弹不停砰砰燃爆，驱逐舰也无法靠近，而且它们为了击沉向大凤发射鱼雷的潜艇还在胡乱奔走。与舰内依然无法联络。终于，浑身褴褛的通信长跑了出来，报告无线电室的情况，说通信指挥室和无线电室在爆炸瞬间就被摧毁，人员当场或死或伤，各随天命。逼近舰桥的火势虽然暂时用水桶运水阻止了，但很快又复燃，到了不戴防毒面具就受不了的地步。这时舰长菊池朝三大佐判断回天乏术，建议（小泽舰队）司令部退舰，舰桥旁的救生艇被吹飞得只剩一条，于是他们将其放下海面，绳梯挂在舰桥下的机枪台上。古村启藏参谋长说：‘长官，我来带头吧。’便以其巨大的身躯攀上绳梯滑下去了。于是以（小泽）长官为首的司令部各位乘员都转移到了救生艇上。这时系留在飞行甲板上的战斗机也发生爆燃，航空汽油燃烧着流入海中，很快化为一片火海，真是千钧一发。终于一行人接近了护卫驱逐舰若月号，随后又转移到重巡羽黑舰上，在这里升起将旗，机动舰队长官向全军发出‘本职在羽黑进行指挥’的布告，于是司令部再度运转起来。”
大凤沉没前，舰体内到处是凶猛火焰、被炸坏扭曲的钢铁以及成堆被烧成黑炭的尸体，厚实的钢铁飞行甲板被大火灼烧得犹如糖一般绵软。小泽司令部在离开的同时下令幸存者全部到飞行甲板上集中，全员撤离。前来救助的矶风驱逐舰上的水兵大喊着赶快上来，他们还担心美军潜艇仍在附近。矶风完成救助刚刚驶离大凤舰体，大凤就犹如最后的吼叫一般从内部发出一声巨大声响，随即迅速向左舷倾覆，没入了万顷波涛之中。服役之后仅仅三个月，第一次进行战斗仅仅数小时，大凤就完蛋了，沉没在北纬12度05分、东经138度12分海域，1650名官兵随舰同沉。1945年8月26日大凤被除籍。
驱逐舰矶风
据说大凤沉没前菊池舰长曾试图将自己捆绑在舰桥上同归于尽，但后来因沉没的冲击，绳索脱落，他昏迷后被驱逐舰矶风从海面上救起（尽管笔者以为这件事不是很可信），战后成为大凤纪念会会长。日本海军史专家福井静夫先生回忆说他的上司曾要求他出差去川崎神户船厂时一定要隐瞒大凤沉没的消息，否则对该船厂相关者精神打击太大，但消息显然是隐瞒不了多久的。7月的一天，时任川崎重工造船工作部部长的森本猛夫将吉田俊夫秘密叫到房间里面，说：“这是绝对机密，不要告诉其他任何人。”随即向他告知大凤已经沉没。瞬间吉田面如死灰，接着开始痛哭。他在战后书写的回忆文题为《建成不沉航母大凤是青春的证明》，显然，自这天起年轻工程师吉田做梦一般的青春岁月算是结束了，但也正是由于他这一代日本造船业者战后多年的辛勤努力，日本最终才成为世界造船大国。