Появление транспортной модификации по времени совпало с ухудшением обстановки на Тихоокеанском ТВД. Японцам пришлось перейти от наступления к обороне, а в таких условиях вместо дальних разведчиков и ударных самолетов больше требовались транспортные гидропланы, способные снабжать отдаленные гарнизоны и эвакуировать оттуда раненых.
Поэтому Главное бюро морской авиации распорядилось немедленно начать серийное производство транспортного гидросамолета H8K2-L на базе планера модификации Н8К2. Машине присвоили наименование «Ни-Сики Юсо Хикотей 32-Гата» — «летающая лодка транспортная тип 2 модель 33», а кроме того — ещё и название «Сейку» («Безоблачное небо»). На серийных машинах внедрили те же изменения, что и на прототипе, а также отказались от двух (из шести) фюзеляжных топливных баков. Запас топлива сократился до 13 414 л, а дальность полета уменьшилась примерно на треть. Самолет H8K2-L в варианте для перевозки высокопоставленных лиц мог перевозить 29 пассажиров, а при перевозке солдат в более «спартанских» условиях его вместимость возрастала до 64 человек. Численность экипажа составляла 9 чел.
Первый серийный H8K2-L был выпущен 30 ноября 1943 г. Общее количество построенных самолетов этой модификации составило, по разным данным, 36 или 42 единицы: 11 (либо 10) в 1943 финансовом году, 24 (или 31) в 1944-м и один в 1945-м (по американским данным — пять в 1943 календарном году, 32 в 1944-м и пять в 1945-м).
Боевым дебютом новых летающих лодок стала операция «К», известная также как второй налет на Пёрл-Харбор. Воздушная разведка этой стратегической базы, осуществленная гидросамолетами ЕМУ с подводных лодок 1-7 (17 декабря 1941 г.) и 1-19 (5 января 1942 г.) показала, что американцы быстро устраняют разрушения, причиненные налетом 7 декабря. В сложившейся ситуации родилась идея повторить налет, но на этот раз не палубной авиацией, а гидросамолетами большого радиуса действия. Кандидатуру летающих лодок Н6К отбросили из-за недостаточной дальности полета и слабого оборонительного вооружения. Выбор пал на новейшие Н8К1. Но поскольку их производство только налаживалось, и к операции можно было привлечь считанные единицы таких машин, то и к выбору объектов для бомбардировки следовало подойти весьма тщательно. В качестве главной цели операции «К» определили сухой док 1010 — его вывод из строя должен был существенно замедлить восстановление линкоров, поврежденных 7 декабря. Побочным эффектом налета (в случае его успеха) должно было стать падение морали американцев, получивших очередное подтверждение уязвимости своей главной базы на Тихом океане.
Поначалу в операции «К» планировалось использовать все пять построенных к тому времени прототипов Н8К1. Однако эти машины были задействованы в испытательных программах, не было и достаточного количества подготовленных экипажей. В конечном итоге, до боевой готовности удалось довести только два Н8К1 — второй и четвертый дополнительные прототипы. Самолеты получили бортовые коды Y-71 и Y-72, указывавшие на принадлежность к кокутаю «Йокогама».
Во второй половине января 1942 г. начальник штаба Объединенного флота вице-адмирал Матоме Угаки распорядился начать подготовку к операции «К». Помимо гидросамолетов, к ней привлекались подводные лодки — они должны были служить навигационными ориентирами, а также осуществлять дозаправку гидросамолетов. 13 февраля оба гидросамолета вылетели из Йокогамы и с промежуточными посадками на Сайпане и Труке достигли атолла Джалуит (Маршалловы о-ва). Три дня спустя Y-71 перелетел на атолл Кваджалейн, где экипаж провел тренировку по дозаправке с подлодки в море. Вторая машина тем временем оставалась на Джалуите — ей потребовался ремонт закрылков. Первоначально планировалось осуществить операцию «К» в конце февраля, но после налетов американской палубной авиации на Рабаул, 20 февраля, и на Уэйк, 24 февраля, срок пришлось сдвинуть на 2 марта — все доступные японские подводные лодки были брошены на поиски вражеского флота.