1942年再作现代化改建。接着宾夕法尼亚号先后参与了阿留申群岛战役、吉尔伯特及马绍尔群岛战事、马里亚纳群岛及帛琉战事、雷伊泰湾海战及仁牙因湾战役。接着宾夕法尼亚号返国大修，却在重返战场前夕遭日军鱼雷机攻击重创，最终错过所有战斗。战后宾夕法尼亚号被编为十字路口行动核试的目标舰，舰体虽仅轻微受损，却遭到严重的辐射污染。1946年宾夕法尼亚号退役，并在1948年在瓜加林环礁外海凿沉。宾夕法尼亚号在二战共获得八枚战斗之星。