号调往大西洋作中立巡航，企业号留在太平洋舰队，大黄蜂号则赶工建造。珍珠港事件时企业号侥倖避过一劫，而三舰在1942年初均调到太平洋。太平洋战争初期，三舰分别参与了马绍尔及吉尔伯特群岛突袭、珊瑚海海战及空袭东京。而三舰惟一一次同场作战，是在同年关键性的中途岛海战，当中约克镇号因战损沉没。瓜岛战役开始后，企业号与大黄蜂号活跃于西南太平洋战区，其中大黄蜂号在圣克鲁斯海战沉没，使企业号一度成为该区仅有的美军航母。随着艾塞克斯级陆续服役，企业号在1943年返国维修，后参与了绝大部分的美军反攻战役，使之成为二战中受勋最