После подписания 22 апреля 1930 года Лондонского договора Японии было запрещено строить дополнительные крейсера с 203-мм орудиями (класса "А" по японской классификации), но разрешалось до 31 декабря 1936 года довести состав крейсеров с главным калибром не выше 155 мм до общего стандартного водоизмещения 100 450 т. Договор разрешал вместо крейсеров, срок службы которых истекал в 1937 – 1939 годах, построить новые корабли с тем же суммарным тоннажем (статья 19). Корабли, выходившие за рамки установленных пределов суммарного водоизмещения, должны были до 31 декабря 1936 года постепенно выводиться из строя (статья 16). Общий тоннаж новых судов, построенных взамен старых, не должен был превышать 91 000 т (статья 20). Всего на новое строительство набиралось 50 955 т.
Поскольку водоизмещение одного крейсера, независимо от калибра его орудий, не должно было превышать 10 000 т, Морской Генеральный штаб подсчитал, что лучше всего построить четыре крейсера по 8 500 т (34 000 т) до 1936 года, а затем ещё два по 8 450 т(16 900 т).
Разработку проекта крейсеров типа "улучшенный "Такао", предназначенных для замены более старых крейсеров класса "А", но отмененных в результате подписания Лондонского договора, подсекция базовых проектов кораблестроительного отдела (3-й секции) Морского Технического Департамента начала под руководством капитана 1 ранга К. Фудзимото. Морской Генеральный штаб предъявлял к проекту такие требования:
- вооружение из 15 155-мм орудий в 3-орудийных башнях с углом возвышения 75 градусов и 12 61-см торпедных аппаратов в 3-трубных установках на уровне верхней палубы. Следовало предусмотреть, в случае денонсирования военно-морских соглашений или при экстренной необходимости, возможность быстрой замены башен со 155-мм орудиями на двухорудийные с 203,2-мм орудиями модели №2. Защита погребов от попаданий 20-см снарядов, механизмов — от 155-мм снарядов,
- скорость 37 узлов, дальность плавания 8 000 миль на скорости хода 14 узлов.
- главные задачи, как у крейсеров класса "А": дальняя защита своих сил и эскадренная разведка,
- ожидаемые противники: американские и британские крейсера с 203-мм орудиями (с учетом перевооружения на 20-см орудия в случае войны).
Фактически требования Морского Генерального штаба к новым кораблям почти не отличались от требований, предъявляемых к 10 000-тонным крейсерам класса "А". Уложиться при этом в 8 500 т стандартного водоизмещения казалось невозможным, а Морской Генеральный штаб требовал ещё установки дополнительного оборудования, появившегося в последние годы. Несмотря на максимально возможное уменьшение веса путем широкого применения электросварки, подготовленный летом 1931 года проект, получивший шифр "С-37", имел стандартное водоизмещение 9 500 т. Японцам было не привыкать скрывать истинные данные по водоизмещению своих новых кораблей, выдавая себя за чародеев, способных, по выражению американцев, "вместить галлон с четвертью в галлонный кувшин". Впрочем, в той или иной степени этим грешили почти все страны-участницы соглашений по ограничению морских вооружений.
- проект тяжелого крейсера "С-37"
Закладка японцами кораблей с пятнадцатью орудиями главного калибра вызвала широкий резонанс. Американцы в ответ заложили большую серию крейсеров типа "Бруклин" с пятнадцатью 152-мм орудиями в пяти башнях, а англичане перешли от строительства крейсеров с 6-8 орудиями в двухорудийных башнях к еще большей серии кораблей типа "Таун" (город – серии кораблей типов "Саутхэмптон", "Манчестер", "Белфаст") с двенадцатью 152-мм орудиями в четырех трехорудийных башнях. На последних "таунах" типа "Белфаст" даже планировалось установить по четыре четырехорудийные башни, и только задержка с проектированием этих сложных установок не позволила появиться легким крейсерам, еще более мощным, чем японские.
Главная надстройка новых крейсеров имела много общего с окончательным вариантом проекта крейсеров типа "Такао", но носовая группа башен располагалась по-иному (башня №3 была установлена возвышенно относительно башен №1 и №2), и вместо двух дымовых труб все дымоходы были сведены в одну трубу. Как и в проекте крейсеров типа "Такао", бинокулярный директор системы управления огнем артиллерии главного калибра располагался на высоте 32 м от киля, четырехопорная фок-мачта также повторяла первоначальную конструкцию — мачты на крейсерах типа "Такао".
Специалисты Морского Технического Департамента полагали, что недостатки большой носовой надстройки компенсируются централизацией управления огнем, коммуникаций связи и навигационного оборудования. Это вполне подтвердилось во время маневров мирного времени.
Кормовая надстройка также была во многом идентична типу "Такао" — то же устройство катапульт, расположение гидросамолетов и ангара сразу за треногой грот-мачтой, оборудование для управления огнем вспомогательного калибра и радиорубка на крыше ангара. Как и в проекте "Такао", торпедные аппараты (трехтрубные вместо двухтрубных) размещались в средней части корпуса на уровне верхней палубы, а четыре одноорудийные зенитные установки среднего калибра — на шельтердеке. Снова небольшое число таких орудий приняли в ожидании, что главный калибр можно будет использовать и для целей противовоздушной обороны. Правда, 120-мм/45 орудия предполагалось заменить новыми 127-мм/40 орудиями, которые тогда заканчивали испытания.
Сходство с "Такао" завершали два 40-мм/62 одноствольных зенитных автомата типа "ХИ" (HI) слева и справа от прожекторной вышки за трубой.
Поскольку водоизмещение новых кораблей превышало 7 000 т, то в соответствии с классификацией от 21 марта 1898 года их следовало отнести к крейсерам 1 класса. С 30 мая 1934 года стали пользоваться другим критерием — калибром орудий: крейсера первого класса (класса "А") несли орудия свыше 155 мм, второго класса (класса "В (Б)") — 155 мм или меньше. Поэтому после достройки крейсера типа "Могами" официально относились к классу "В" (неофициально легкие крейсера), а 31 марта 1938 года в связи с предстоящей заменой их орудий на 20-см (203,2-мм) их переклассифицировали в крейсера первого класса или класса "А" (неофициально тяжелые крейсера).