לאחר הכרזת המלחמה של ארצות הברית הקציב הקונגרס סכום נוסף לבניית תשע עשרה אוניות נוספות בסדרה. עשר אוניות הוזמנו באוגוסט 1942: CV-31, CV-33 עד CV-35 ממספנת הצי בברוקלין, CV-32 ממספנת ניופורט ניוז, CV-36 ו-CV-37 ממספנת הצי בפילדלפיה, וCV-38 עד CV-40 ממספנת הצי בנורפוק. שלוש אוניות נוספות הוזמנו ביוני 1943: CV-45 ממספנת הצי בפילדלפיה, CV-46 ממספנת ניופורט ניוז, ו-CV-47 ממספנת נהר פור. רק שתיים מן האוניות בהזמנה זו הושלמו בזמן כדי שתוכלנה להשתתף במלחמה. שש אוניות נוספות שהוזמנו ב-1944 (CV-50 עד CV-55) בוטלו לפני שהחלה בנייתן.
שמות האוניות.
השמות שניתנו לנושאות המטוסים מסדרת "אסקס" היו על פי הנוהג שהיה מקובל בצי ארצות הברית למתן שמות לנושאות מטוסים, נוהג שהחל בנושאות המטוסים מסדרת לקסינגטון. על פי הנוהג ניתנו השמות בשילוב בין שימור שמותיהן של אוניות מלחמה קודמות בצי ובין שמות קרבות מפורסמים בהיסטוריה של ארצות הברית. שמונה האוניות הראשונות נקראו במקור בשמותיהן של אוניות ששירתו בעבר בצי (ראו בטבלה להלן). כמה מן האוניות נקראו על שם נושאות מטוסים שאבדו בשלבים הראשונים של המלחמה: לקסינגטון (CV-16) נקראה על שמה של נושאת המטוסים לקסינגטון (CV-2) שהוטבעה בקרב ים האלמוגים, במאי 1942, ויורקטאון (CV-10) נקראה על שמה של יורקטאון (CV-5), שאבדה בקרב מידוויי. בכך זכו שתי האוניות הללו לייחוד: הן נקראות גם על שם קרבות וגם על שם אוניות היסטוריות.
בדומה, וואספ (CV-18) נקראה על שמה של נושאת המטוסים וואספ (CV-7) שהוטבעה ליד גוודלקנל בספטמבר 1942, והורנט (CV-12) נקראה על שמה של הורנט (CV-8) שאבדה בקרב איי סנטה קרוז באוקטובר 1942. פרינסטון (CV-37) נקראה של שמה של פרינסטון (CVL-23) שהוטבעה בקרב מפרץ לייטה באוקטובר 1944. שמותיהן של האוניות שנועדו להיקרא טיקונדרוגה (CV-14) והנקוק (CV-19) הוחלפו ביניהן, לאחר שחברת הביטוח הנקוק הציעה להוביל רכישת איגרות חוב לבניית נושאת מטוסים אם זה יהיה שמה של האונייה שתיבנה במספנת נהר פור שבמסצ'וסטס, המדינה בה פעלה. שמה המיועד של האונייה שהייתה אמורה להיבנות באותה מספנה היה "טיקנדרוגה", ולעומתה נבנתה במספנת ניופורט ניוז בווירג'יניה אונייה שהייתה אמורה להיקרא "הנקוק". הצי נענה להצעה והשמות הוחלפו.
יוצא דופן בנוהג קריאת השמות האמור היה בשמה של נושאת המטוסים שנגרי לה (CV-38). לאחר הפשיטה של דוליטל באפריל 1942, במהלכה הפציצו מטוסי B-25 מיטשל את טוקיו, נשאל הנשיא פרנקלין דלאנו רוזוולט מאין המריאו המטוסים. הנשיא לא רצה לחשוף את העובדה כי המטוסים המריאו מנושאת המטוסים "הורנט", ולפיכך התחכם והשיב שהמריאו ממקום בשם "שנגרי לה", כשמה של ארץ אגדית המתוארת בספר אופק אבוד (Lost Horizon) מאת הסופר הבריטי ג'יימס הילטון.
עם התקרבות המלחמה לסיומה בוטלו שש האוניות האחרונות (CV-50 עד CV-55) שבנייתן טרם החלה. תשע אוניות היו עדיין בשלבי בנייה, ומהן הושלמו שש, שתיים נגרטו ובנייתה של אונייה אחת (אוריסקני (CV-34)) הופסקה וחודשה מאוחר יותר בתכנון משופר. בסך הכל הוזמנו 32 אוניות בסדרה; הוחל בנייתן של 26 מתוכן, ו-24 נכנסו לשירות.
תכנון.
מטוסי הקרב והתקיפה של סוף שנות ה-30 ותחילת שנות ה-40 של המאה ה-20 גדלו באופן משמעותי לעומת המטוסים של תחילת העשור, ולפיכך היה צורך בתכנון מחודש של סיפון הטיסה ושל אזורי התחזוקה והאחסון בספינה (ההאנגר), שיאפשר מרחב גדול בהרבה להמראות ולטיפולים. בנוסף, תורת הלחימה של צי ארצות הברית גרסה הפעלה של הכנף האווירית של נושאת המטוסים במסה גדולה ככל האפשר, כלומר הזנקת מספר רב של מטוסים במהירות רבה ככל הניתן. גם תפיסה זו דרשה יצירת סיפון טיסה גדול.
ברוב נושאות המטוסים בשנים שלפני מלחמת העולם השנייה הותקנו מעוטים, אך בשל מהירותן וגודלן של אוניות אלה לא נעשה שימוש רב במעוטים. הגידול במשקלם ובגודלם של המטוסים הביא להמראות רבות יותר בסיוע מעוט, ולקראת תום מלחמת העולם השנייה דווח על כ-40% מההמראות שנעשו בדרך זו.
תכנון ההאנגר הושלם לאחר דיונים רבים בין מחלקות הצי השונות. גוף האונייה שתמך בסיפון הטיסה נועד לשאת את משקלם של המטוסים שחנו על הסיפון ובנוסף לתמוך במשקלם של חלקי החילוף שנשאה האונייה, שהיו בשיעור של 50% מכל מטוס מבצעי, וכן לספק מרחב גדול די הצורך לטיפול ותחזוקה במטוסים.
חידוש נוסף בנושאות המטוסים מסדרת אסקס היה מעלית שנקבעה בקצה השמאלי של האונייה, ונעה אנכית בין סיפון הטיסה לסיפון האחזקה ולהפך כדי להעביר מטוסים בין שני הסיפונים. מעלית זו הותקנה בנוסף לשתי מעליות שהיו בגוף הסיפון, לאחר שנוסתה בהצלחה בנושאת המטוסים וואספ. גודלה של המעלית היה כגודלן של המעליות האחרות, 18 * 10 מטרים, אך יתרונה היה בכך שבעת פעולתה לא היה צורך להשבית את הפעילות על סיפון הטיסה, ומאידך לא הייתה פגיעה בסיפון האחזקה והטיפולים בעת תנועת המעלית. בנוסף, אם המעלית הייתה מפסיקה את פעולתה בשל תקלה לא היה נותר פתח פתוח בסיפון הטיסה, כפי שהיה עלול לקרות עם המעליות האחרות. בעת הצורך ניתן היה לקבע את המעלית במצב "למעלה", כאשר היא מיושרת עם סיפון הטיסה, ובכך להגדיל סיפון זה במעט על פי הצורך. יתרון נוסף של המעלית היה באמינותה, שכן המיכון להפעלתה היה פשוט מזה של המעליות האחרות ודרש כ-20% פחות זמן לתחזוקה.
נושאות המטוסים מסדרת אסקס נהנו ממיגון משופר יחסית לקודמותיהן, התקנים משופרים לטיפול בתחמושת, קיבולת דלק גדולה יותר ובטוחה יותר, לציוד טוב יותר לבקרת נזקים. מאידך, בעת בניית האוניות נעשה מאמץ לצמצם את משקלן ולהקטין את המורכבות של בנייתן. כך, למשל, נעשה שימוש בחלקי מתכת ישרים ושטוחים ככל הניתן, ובממסג ברזל-ניקל-כרום שנודע בשם ברזל טיפול מיוחד (Special Treatment Steel, בראשי תיבות - STS). ייחודו של מסג זה הוא בתכונות המיגון הגבוהות שלו, מחד, אך בניגוד למיגון המקובל שהיווה מעמסה על משקל האונייה, מסג זה היווה חלק אינטגרלי ממבנה האונייה.
האוניות תוכננו על פי ההנחה שיופעלו על ידי צוות של 215 קצינים ו-2,171 מלחים. בפועל, לקראת תום המלחמה היו הצוותים גדולים בכ-50% מהערכה זו, והאוניות עברו התאמות ושיפורים בהתאם כדי לשאת את הצוות המוגדל. שיפורים נוספים נעשו במערכות האוורור והתאורה, וכן במערכות שריפת הפסולת.
הפעלתן הטקטית של נושאות המטוסים במהלך מלחמת העולם השנייה השתנתה עם התמשכות המלחמה. במבצעים הראשונים, במהלך 1942, הופעלו נושאות המטוסים כבודדות או בזוגות. תורת הלחימה גרסה שעל האוניות לפעול יחד במתקפה ולהיפרד בעת מגננה, וזאת על פי ההנחה שפיצולן יביא לפיצול המאמץ ההתקפי של האויב ויפצל את המטרות שמולן יפעל. הניסיון הקרבי שנרכש לא הצדיק הנחה זו, ונערכו דיונים רבים שעסקו בהצעות חדשות לפרישה הטקטית. עם הגעתן של נושאות המטוסים מסדרת אסקס ומסדרת אינדפנדנס שונתה הטקטיקה. הניסיון הראה שמסך האש נגד מטוסים שיוצרת קבוצת נושאות מטוסים ואוניות ליווי כבד בהרבה מזה שיכולה נושאת מטוסים בודדת ליצור, וכך ניתנת לאוניות מטריית הגנה משופרת בהרבה. במהלך המלחמה נלמדו לקחים וגובשה תורת לחימה להפעלת נושאות המטוסים וצי אוניות הליווי שלהן בכוחות משימה של שש אוניות מטוסים, שנקראו "כח משימה נושאות מהירוֹת" (fast carrier task force) שחולקו לשלושה זוגות או לשתי שלשות. כוחות משימה אלו, על חלוקות המשנה שלהן, היו הבסיס למהלכים טקטיים רבים במהלך המלחמה.
כוח אווירי וחימוש.
כוח אווירי.
הכוח האווירי של נושאות המטוסים, כוח התקפי בעיקרו, כונה "אגרוף יום ראשון" (אנגלית: "Sunday Punch", מונח שהושאל מתחום האיגרוף ומשמעו אגרוף חזק במיוחד) כלל 90 מטוסים: 36 מטוסי קרב, 36 מפציצי צלילה ו-18 מפציצי טורפדו. מטוס הקרב הסטנדרטי היה גראמן F-6F הלקט, ומפציץ הצלילה הסטנדרטי היה קרטיס SB2C הל דייוור, ששימש גם למטרות סיור. מטוסי גראמן TBF אוונג'ר היו מפציצי הטורפדו התקניים, ושימשו גם למשימות תקיפה אחרות. בכמה נושאות מטוסים מסדרת אסקס היו טייסות של מטוסי קרב-הפצצה מדגם ווט F4U קורסייר. בשנה האחרונה של המלחמה באוקיינוס השקט צוידו כל מטוסי הקרב והתקיפה ברקטות 5 אינץ' (127 מ"מ) שהיו יעילות מאוד נגד מטרות קרקע.
חימוש הגנתי.
תותחי הנ"מ של האוניות כללו 12 תותחים בקוטר 5 אינץ' (127 מ"מ) בקליבר 38, שמונה מהם בארבעה צריחים (זוג בכל צריח) ליד ה"אי", בצידן הימני של האוניות, וארבעה תותחים בארבע כנות בצידן השמאלי. תותחים אלה ירו בקצב אש של עד 15 פגזים בדקה, לטווח 16 קילומטרים. הפגזים שנורו מתותחים אלה נקראו "פגזי VT" והיו בעלי מרעום קרבה שפוצץ את הפגז במרחק של עד 21 מטרים ממטוס האויב. כנגד מטוסים מנמיכי טוס (כמו מפציצי טורפדו) נהגו התותחנים לירות את הפגזים לתוך המים, כדי שיגרמו לנד מים שיכול היה להפיל מטוסים אלה. בנוסף לתותחים נשאו האוניות 17 מערכות תותחי בופורס קוטר 40 מ"מ, ארבעה קנים בכל מערכת, ו-65 תותחי אורליקון בקוטר 20 מ"מ.