随着日本的造舰行动不断进行，一艘艘重巡洋舰成为联合舰队的重要武器，而《伦敦海军条约》中留给日本的海军吨位也越来越少。对此日本海军取巧，将轻巡洋舰（155毫米及155毫米以下口径火炮巡洋舰）5万吨的海军造舰吨位用来建造155炮的新式重巡（可以随时更改成 203炮）。这样除了4艘8500吨级巡洋舰（最上级）外,还可以建造2艘8450吨级新舰（日本人吨位千万不能信，没有一艘船是按照计划标准排水量建造的）。
跟最上级一样、新舰的设计完全以1万吨巡洋舰的战斗力要求为标准,其155毫米主炮炮塔也要求可以随着更换成203毫米的炮塔。最初的主设计师就是为友鹤翻船事件负责的日本造舰鬼才、日本船舰本部的4把手造船少将藤本喜久雄,但是随着这个倒霉蛋的引咎辞职，福田启二造船大佐接手这个项目。1934年C38的设计方案通过审查开始建造，C38完全是最上级的翻版。但是在昭和10年（1935年）9月的日本海军大演习中,由于遭受了台风的侵袭，造成大量战舰舰体受损，2艘驱逐舰舰首给拍断了，这个就是日本海军的“第4舰队事件”。这个事件让日本海军建造单位船舰本部受到了全面的打击，所有的造舰工作全部暂时停顿整改,现有战舰设计全部进行舰体强度重新规划研究。
在1936年军令部又改变了对这两艘巡洋舰的设计的要求,希望增加其水上飞机搭载量以便担负远程侦察任务，同时还要求可以在进行炮战的同时弹射水上观测机。由于后部主炮群在进行射击时产生的炮口暴风势必会影响到弹射器的工作，所以福田启二决心削弱新巡洋舰的火力，取消原有的五号主炮塔,并将四号主炮塔移到了前甲板并与其余三座炮塔布置在了一起。这样一来，舰体后部也可以腾出更多的空间来搭载水上飞机。藤本在“最上”级上所采用的前主炮塔布置方式由于出现了三号、四号炮塔聚集而取消,也被改回了“妙高”、“高雄”级所使用的金字塔型布置，四号炮塔则向后布置在了三后炮塔后方的最上甲板上。在船政本部新的设计要求下，福田启二的全新设计方案，将5座155毫米主炮炮塔减少到4座,并且全部集中于舰首,舰尾充足的空间布置增加的航空设备。而高炮从4座增加到5座,续航力从10000海里/18节削减到8000海里/18节。后来日本海军不打算续签《伦敦海军条约》，所以当1937年1月1日条约失效时,正在建造中的最新型C38方案就将155毫米火炮炮塔更换成203毫米火炮炮塔。
在所有的日本重巡洋舰中,“利根”级是日本防护最为优秀的一款战舰。虽然其设计指标与“最上”级相同，都要求弹药库装甲可以无视203毫米炮、轮机舱装甲对抗155毫米直接命中以及水中弹的打击，但其弹药库装甲相比“最上”级却更为厚重一些,而且在其余很多位置的装甲配置也更为合理。在舷侧装甲的布置上,“利根”级完全继承了“最上”级那种主装甲带延伸到舰底以取代防雷隔舱的形式。也一样利用了20度内倾角来提升战舰的防御。“利根”级的动力系统装甲带为三段式结构，最上部为2.6米宽的NVNC装甲钢组成,厚度从上至下由100毫米至65毫米递减。中部为3.25米则采用双层 DS钢建造（就是覆盖在锅炉舱附近），内层16毫米、外层18毫米；在主机舱外的部分厚度则为内层20毫米、外层25毫米。整个动力舱段装甲带最下端的1.1米高度则是从中段装甲带上延伸而来，厚度也同为锅炉舱18毫米、主机舱25毫米,但并没有内层装甲。
在弹药库的装甲带方面,“利根”级的弹药库装甲带全长44.82米，与动力舱一样呈20度内倾,高度为4米，其上沿与下甲板相连,下端则同样延伸至舰底。厚度从最上端到船舱甲板之间为145毫米至75毫米递减,船舱甲板以下至船底则继续递减至55毫米，整个装甲带均由NVNC装甲建造，使其在防御近失弹和水中弹时效能更强。
“利根”级的主炮为大家的老朋友，日本自主研发的3年式2号203毫米主炮，副炮为四座双联装八九式40倍径127毫米高炮,并采用了A1型炮架,每门副炮准备200枚炮弹,总计搭载着1600枚。这些副炮通过四条提升井将弹药库中的弹药提升至中甲板，然后再由人力运送到位于船体中部的提升井并送上桥楼甲板供防空炮使用（极大降低防空效率）。除此以外，“利根”级还装备了六座双联装九六式25毫米高炮，分别位于舰桥前部、烟囱后部两侧以及后主桅两侧，每门炮被弹2000发，总计24000发，采用弹夹供弹。
在日本最爱的鱼雷系统上，“利根”级安装了四座九〇式一型三联装鱼雷发射管,这些发射管分别位于桥楼甲板后部两侧。这些鱼雷发射管采用一台K-5型电动液压马达驱动,可以在5.3秒内旋转105度。设计时搭载24枚九〇式鱼雷,在建造过程中,九三式氧气鱼雷投入了服役,所以改成了搭载了24枚九三式氧气鱼雷。
在战争期间,该级也进行了多次改装。1943年2到3月、第1次战时改装设置防空指挥平台，并加装双联装25毫米96式机关炮和21号对空搜索雷达。1943年12月至1944年I月,第2次战时改装,以3联装25毫米机关炮替换原有的双联装机关炮,并恢复13毫米的高射机枪。1944年6到7月,第3次战时改装,安装了22号对海搜索雷达和13号对空搜索雷达,并大量加装3联装和单管25毫米机关炮。1944年l1月至1945年2月“利根”号拆除21号对空搜索雷达,安装22号改4型对海搜索和火控雷达,并加装3联装25毫米机关炮、削减单管25毫米机关炮的数量。
利根级一共建造了2艘,也是以河流为名,分别为关东地区的利根川和长野县的筑摩川(现今的千曲川)。服役后,两舰参加了1940年纪元2600年横须贺特别阅舰式。偷袭珍珠港时，此舰与“筑摩”号战舰“比睿”号及“雾岛”号由三川军一中将指挥作为支援部队。并于12月21日参与威克岛的进攻作战，1942年1月派往特鲁克，成为机动部队的支援部队，并投入拉包尔北方的作战;3月份也参与爪哇岛的攻击战斗，稍后又在月底投入珊瑚海海战；4月份则回到舞鹤军港，除了整修外并从事训练任务。
在M1行动（中途岛海战）中，利根级两姊妹也被编入了南云的机动舰队中。6月4日的机动部队行动中，原本由“利根”、“筑摩”弹射出击的零式水侦却因为“利根”号的零式水侦四号机却由于弹射器故障而无法起飞，但是舰队却没有让任何的战机去替代这艘水侦的侦查路线。直到半个小时后，这架水侦才修复出发。而正是这架迟到的水侦，让南云机动舰队没有发现了埋伏已久的美国特混舰队，并引发了著名的“鱼雷换炸弹、炸弹换鱼雷”的竞赛（当时机动舰队飞机全部挂着炸中途岛的炸弹，只有将炸弹换下来才能装鱼雷）。这一竞赛的失败导致机动部队没能“先发制人”，而被“后发至于人”，来自中途岛的岸基航空兵和美国特混舰队的航母鱼雷机攻击下，“赤城”、“加贺”、“苍龙”三艘舰队航空母舰都被击沉。为了挽救战争败局，阿部弘毅率领剩下的包括第八战队在内的其余部队发动决死反击。掩护着第二航空战队的“飞龙”号对美军发动了两次反击，并重创了“约克城”号航母，但最终“飞龙”号也一样被无畏式俯冲轰炸机命中四弹，瘫痪在了海面上。“利根”、“筑摩”两舰也遭到了美国航空兵的轰炸，但是美国人主要是针对航母，所以他们并未造成损伤。在南云的机动部队残部寻求夜战失败后，山本五十六终于放弃了对中途岛的进攻，M1计划彻底破产。
这次战斗的失利让日本海军痛定思痛，从此日本海军将航空重巡洋舰搭配一批轻巡洋舰和驱逐舰放在机动舰队前方50到60海里位置，充当着舰队的前卫。在8月24日的所罗门海战中，就是“筑摩”号的水侦发现了美国舰队的位置，引导舰载机攻击队空袭了美国舰队，并炸伤了“企业”号航空母舰。
1944年10月，美军反攻菲律宾后，日军开始实施“捷一号”作战计划，“利根”、“筑摩”随第七战队与第三战队、第十战队一起组成了第一游击舰队。在24日的锡布延海战中，“利根”被两枚小型炸弹和一枚500磅炸弹命中，这些伤害引发了一场小火灾，但是无伤大雅。25日，两舰在萨马海战中作为巡洋舰部队的主力对美国护航航母编队展开了追击，并且成功击沉了美国的护航航母“冈比亚湾”号。好景不长“筑摩”号的右舷被一架复仇者投下的MK-13型航空鱼雷命中，无法控制的进水让这艘战舰在11分钟后被抛弃。随着武藏和大和的战沉，日本的决死一击的“捷一号”作战计划彻底破产。战斗结束后第七战队被解散，“利根”号被编入了第五战队，回到日本的“利根”号新增的三联装25毫米高炮被安装在了已经无飞机使用的航空作业甲板上。随后“利根”号被编入了吴镇守府的巡逻舰队，在3月19日美国第58特混舰队对吴港的大规模空袭中，“利根"号只遭到了几枚近失弹的打击，损坏轻微。
但是他的好运很快就用完了，7月5日，“利根”号并任命为了吴港的防空浮动炮台。20天后美国海军航空兵再次开启空袭，这次利根号就开启了悲惨的命运，一枚450公斤炸弹命中了利根号的左舷中部，同时两枚225公斤炸弹也命中了“利根”号。主炮塔多处受创（一座主炮塔彻底熄火，这个损伤是当时日本所无力修复的）。同时数枚近失弹也将该舰的舰体炸得伤痕累累。4天后的空袭彻底将利根号生的希望破灭，1发500磅炸弹和2枚1000磅炸弹以及七枚近失弹彻底毁掉这艘战舰，战舰底部大面积破损，开始大量进水，最终坐沉在港口。1946年6月18日在美国人的同意下，日本政府将残骸拆毁。“利根”号也成为旧日本海军18艘重巡洋舰中最后一艘消失在人们视线中的重巡洋舰。
