1928年-1929年，与旧日本帝国海军（下称IJN）合作的旧东京帝国大学工学部就开始了对电波的运用进行研究。在1930年，IJN的技术部门（舰政本部下属的“海军技术研究所”）开始结合现有的雷达基础要素技术（磁控管、引向天线（八木宇田天线）、雷达高度计接触雷达相关材料，着手雷达初期试验。这也使日本成为了继英国、德国之后较早开始探索雷达技术的国家。

但这一过程历经波折，一方面是日本本国不像雷达的发明所在国英国或主张高技术工业广泛应用的美国一样拥有丰富的人才储备和工业实力；另一方面上，日本对雷达制造所需的如绝缘体、云母、硼砂、石碳酸树脂、不锈钢、铜等工业制成品的制造能力的严重匮乏，让制造雷达的难度直线上升。再加上陆海军技术上“相互保密、相互掣肘”的“优良传统”（陆军早在1936年就在旧东京帝国大学、旧大阪大学和日本电器等有关研究部门取得了成绩），以及海军在军事技术领域对其的不重视，导致日本海军雷达在十多年的时间里都没有什么发展。这倒不是说日本人缺少雷达的来源。恰恰相反，在30年代日英关系还不错的时候，英国人曾热心地向日本人兜售雷达，以达到回笼一部分开发资金的目的。

直至1940年，情况才得以改观：在当年的“联合舰队大演习”中，海军在九州大分县佐伯市的鹤见海岸搭设的波长10厘米的电波探信仪，探测到了演习军舰的反射波，雷达的发展潜力才进入海军的视野。在此之前，舰政本部甚至于1936年以“我军进攻主张奇袭，电探会发射电磁波。从而暴露我军位置。”否决了立案研发雷达这种“胆小鬼武器”。

1940年-1941年在二战西线的不列颠空战中，雷达的对空警戒作用凸显而出，日本军部才开始重视雷达发展，加之 41年年底就爆发的太平洋战争和种种不利的“国际环境”，日本对雷达技术上所寻求的外部援助很自然地转向了其轴心国盟友——纳粹德国和意大利。1942年4月11日，IJN派出了伊-30号潜水艇（“伊號第三十潜水艦”）在舰长远藤忍中佐（海兵52期）的指挥下执行第一次“遣独潜水艦作戦”（柳作战）。

在德国对日技术协助的清单中，维尔茨堡对空雷达的图纸和实物就在清单之列。开到德国的日本海军i-30号潜水艇因为噪声过大甚至吓了德国人一跳，用德国人原话讲“活像一艘吵闹的怪物”，返程前德国人顺带帮忙改造了一下潜水艇。可惜的是，返回本土时伊30号潜水艇在新加坡不慎触雷沉没。IJN拼命抢救，但并没有抢救出包括维尔茨堡对空雷达实物在内诸多来自不易的资料。

直至1943年9月，意大利人派拥有良好远洋航行性能的路易吉号潜水艇送来了维尔茨堡雷达的实物和一个德国工程师海因里希·弗得斯，德国对日本雷达上的技术协助才算是到位了。但日本实际并未达到德国人要求的生产制造雷达的水平，海因里希是个很好的监督者，他并没有顾及日本当时的实际情况，极其严格地执行雷达制造标准，而战时没有熟练工的日本工业水平和差劲的原材料，无法达到德国人要求的“完美”,这个德国工程师直接把他认为不合格的零件扔进垃圾桶。

那现在最大的问题还是日本缺乏合格的工程原料，日本无线株式会社的工程部长只能去黑市倒腾相关的原材料。令人啼笑皆非的是，这位初出茅庐的工程部长因为“初学乍练”被日本特别高等警察（特高课）直接抓进了警察局，特高警察可不知道日本无线株式会社是干啥的，届时东条首相有明确指示：“奢侈是大敌”。特高警察就打算抓个典型，直接把日本无线株式会社抄了靶子，以囤积居奇扰乱市场论罪，帽子有多大扣多大。日本无线株式会社算是抓了瞎，赶紧联系海军想办法捞人。海军省赶紧出面解释，但又没法跟特高课明说自己搞雷达，因为说了就等于告诉陆军了（来自潜意识的保密意识）。最后海军只能告诉特高课，被抓的工程部长是海军的“高等嘱托官”，在执行秘密任务，才把这位倒霉的部长从特高课手中解救出来。

太平洋战争中，日本人倒是捡了不少英美的洋落。一些是从英美以前控制的岛屿上缴获的，一些从击落的飞机上翻出来的。最为出名的就是雷达显示终端PPI显示屏。日本人得知了PPI 显示屏的存在，但就是无法仿制（没有图纸也没有技术）。从而只能使用指示距离的示波器和指示方位的指向圆盘，相比于PPI显示器，示波器给战争后期的日本海军添了很大麻烦，在美国人可以直观地利用PPI显示器俯瞰战场情况时，日本人还要把分别测出的距离和方位参数综合起来，然后在标图板上标出目标的相对方位，识别效率非常低。故海军需要大量训练有素的技术人员，才能从纷杂的反射信号里准确分辨出舰船或飞机信号。

基于已有的岸基雷达，直至战争结束，在一系列原型机基础上IJN共发展出二式、三式等一系列的雷达型号及其各衍生型号。例如，其 13号对空警戒雷达（三式一号電波探信儀三型）（最大功率10kW、波长2m）曾配装在IJN “秋月”号、“春雨”号驱逐舰上；其22号水面搜索雷达（仮称二号電波探信儀二型）（最大功率2kW，波长10cm）最早装配在IJN“日向”、“伊势”两艘战列舰上，并在以后的实战中投入使用。

在实战中，雷达对IJN战斗效能的提升和加成要远小于英、美同盟国舰队雷达为其提升的战斗效能。这主要有几个方面的原因，一是IJN本身将雷达大规模制造生产、并投入实战化运用的时间要迟于英美，故对设备的磨合、熟练运用等各方面时间也要迟于英美；二是在战争中前期的海军训练中，很少考虑将雷达信息的判读、运用纳入其整体指挥体系进行考量，即其舰艇各个兵科军官，并没有把雷达运用纳入到整体作战进行思考的思维习惯。这种情况直到莱特湾海战后，才得到重视，第二舰队在林加泊地进行对空射击、观测射击的时候开始用雷达（示波器）显示数据作为参照；三是即便在战争中后期就日本海军造出了部分可以使用的雷达，但也因为缺乏可靠、高效的火控系统而难以将雷达获取的信息进行有效利用。但至少，雷达还是提高了IJN一定程度的作战效率，解决了视距外态势感知从无到有的问题，在一定程度上让海军舰队提早了警戒时间，让舰队能够更早在海域展开对空警戒编队。

第一次对水上雷达取得明确战果是在库拉湾海战。应该说，IJN对水面搜索雷达技术的应用，让本次海战的发起者——占据相对优势的美国海军没有达成其“拦截日海上运输舰队”的战役设想。战役关键的时间节点之一，就是搭载了22号对水上雷达和被动雷达告警系统（也就是所谓的电波探知仪）的“秋月”级“新月”号驱逐舰在23:05分就发现了来袭的美海军舰队。而正是因为其较早发现敌舰来袭，第3水雷战队司令秋山辉男少将（海兵41期）才得以下达“全体集结的命令，并加速到30节，左舵40度，航向北”的作战指令，让舰队得以较好姿态迎战美军。

此外在捷号作战中，IJN第的第一、第三战队的战列舰终于掌握了在雷达引导下对水面目标的所谓的“无观测无瞄准射击”，但这种“无观测无瞄准射击”，是通过人工观察示波器-人工测算敌舰船方位速度-结合本舰速度计算射击诸元-再人工装填后击发火炮这一漫长动作形成，相比英美直接通过计火控（炮控）雷达来实现集探测-定位-计算-打击一体的火控系统而言，这样的战术显然要更加缓慢和落后。而且因为IJN研发的雷达不掌握探测炮弹溅起的海浪的能力，从而校射还是依靠测距仪。此外，这种体系只适合对海上暴露目标进行定位和打击，只要美军一拉烟，日军的雷达就不好用了。

而且日本那些舰长们一开始也不喜欢雷达，因为旋钮太多。而且IJN对雷达的安排是“各舰自行决定。”这就给了IJN舰长们自由发挥的空间：因为雷达的日本全称是：电波探信仪。一些人看见”电“就扔给了通讯部门；还有一些人看见”探“，探测啊，给航海长。很少有人交给炮术部门，更不用说研究研究这玩意跟高射炮有啥联动了。再加上最开始美军雷达并没有比日本的见长员高明到那里去，这就导致日本海军更加不重视雷达。而雷达这种东西在旧东北帝国大学设计的时候，海军为了不暴露这些雷达安装在军舰上，并没有给设计者交代使用环境。这就导致雷达今天关机还好好的，明天一开机，就是另一个状态。

总的来看，日本这个较早进入雷达研究领域的国家之所以会在二战这个海军雷达蛮横发展的时间节点掉队，首先是因为对于IJN来说，“巨舰大炮主义”是刻在基因里的，任何导致影响“巨舰大炮”的主张都会导致被否决；第二，最早的几次海战，日美所用的见长员和雷达同时发现敌人不是啥新闻，甚至还出现第一次所罗门海战（美方称萨沃岛海战）这种夜战IJN大杀四方的场面。就更给反对雷达的人以口实；第三，当时的日本海军把美军需要雷达一厢情愿地总结为美军怕死，美军没有猫眼等因素，日本人从德国人纳西学来的“进攻是最好的防御”在这里起了很大作用，雷达这种防御兵器是很受歧视的。这些实际上也给我们今天的武器发展提供了借鉴。