O 5 de decembro de 1941, o I-66 partiu de Samah para comezar o que sería a súa primeira patrulla de guerra. Cando a invasión xaponesa de Malaya
Comezou o 8 de decembro de 1941, o primeiro día da Segunda Guerra Mundial en Asia Oriental. O "I-66" estaba no Mar da China Meridional ao largo de Trengganu, Malaia Británica, operando nunha liña de patrulla cos submarinos,,, e. O 15 de decembro de 1941, os "I-66" e "I-65" foron separados deste deber para realizar un recoñecemento das aproximacións a Kuching en apoio da invasión de Sarawak no Borneo do Norte británico, que comezou o 16 de decembro de 1941. Os dous submarinos recibiron unha advertencia de que os submarinos aliados operaban en Kuching. Mentres se preparaba para emerxer para recargar as súas baterías ao noroeste de Kuching o 24 de decembro de 1941, o "I-66" avistou o submarino da Royal Netherlands Navy na superficie na súa proa de estribor a unha distancia de. Despois dunha aproximación sumergida, o "I-66" disparou un único torpedo ás 10:28. Golpeou o "K XVI", que se rompeu en dous e afundíuse con a perda de toda a súa tripulación de 36. O 4 de outubro de 2011, os buceadores australianos atoparon o naufraxio do "K XVI", roto ao medio e a unha profundidade de.