大正六年度的日本海軍,準備建造出一支輕巡洋艦兵力,當時日本只擁有兩艘三千噸級的輕巡洋艦天龍號和龍田號,而在這一年度的造艦計劃中打算一舉建造九艘新輕巡洋艦,其中包括了5000噸級的球摩級五艘和期改良型長良級六艘中的四艘.多摩號是其中的二號艦,跟球摩號同時期開工.

    昭和十二年(1937)七月,中日戰爭爆發,多摩號先是出動支援上海的登陸任務,後來也陸續參加了杭州灣及廣東的上陸作戰.而在太平洋戰爭爆發後,本艦和其姊妹艦木曾號一同編成第二十一戰隊,屬於北方部隊的第五艦隊.後來隨著北方部隊參加了中途島會戰中的阿留申攻略作戰,支援對於基斯卡島的攻擊.然後在隔年昭和十八年(1943)三月的阿圖島海戰中隨著艦隊的戰列擊破了美軍驅逐艦一隻及重巡洋艦鹽湖城號,但日本艦隊也沒能達成運送物資的使命.而多摩號則是受到了數枚直擊彈,遭受了小破的損傷.之後則是參加了基斯卡撤退作戰.

    昭和十九年(1944)八月,多摩號成為第十一水雷戰隊的旗艦,十月,雷伊泰海戰爆發,多摩號屬於小澤誘餌艦隊,在十月二十五日替空母瑞鶴號,瑞鳳號南下護衛的途中,遭受了美國戰機的雷擊而遭受損傷,後來,竟然於當天午後三時半,於呂宋海峽東方二百五十浬觸遭受美國潛艦的攻擊,身中三枚魚雷而沉沒.

    附記一提,球磨號的磨是石磨的磨,而多摩號的摩則是摩天樓的摩.