Zatopienie 9 stycznia 1943 roku „Nichimei Maru” wypłynął z Singapuru. W jego ładowniach znajdowało się 965 holenderskich jeńców wojennych oraz 1562 japońskich żołnierzy. Po krótkim rejsie dotarł do Penangu na zachodnim wybrzeżu Malajów, skąd wypłynął 11 stycznia w towarzystwie statku „Moji Maru”, ścigacza okrętów podwodnych CH-8 oraz pomocniczego stawiacza sieci „Choko Maru”. Niewielki konwój, któremu nadano kryptonim S-28, zmierzał do Moulmein w Birmie. Alianccy jeńcy, którzy znajdowali się na obu statkach, mieli zostać skierowani do pracy przy budowie Kolei Birmańskiej. Z tego powodu „Nichimei Maru” przewoził także parowóz, ładunek szyn kolejowych oraz setki kilofów i łopat.
15 stycznia około godziny 15:20, gdy konwój znajdował się w Zatoce Martaban – w odległości około 50 mil morskich od Moulmein, zaatakowały go amerykańskie bombowce B-24 „Liberator” należące do . Podczas pierwszego ataku bliskie wybuchy bomb uszkodziły antenę komunikacyjną na „Nichimei Maru”. Przy drugim podejściu amerykańskie samoloty zdołały uzyskać dwa trafienia: pierwsza bomba wybuchła między ładownią nr 2 a maszynownią, druga za mostkiem. „Nichimei Maru” doznał ponadto kolejnych uszkodzeń na skutek bliskich wybuchów bomb oraz został ostrzelany z broni maszynowej. Zatonął około godziny 15:50.