אובדנם של שמונה ספינות מלחמה ושל 2000 מלחים ואנשי אוויר בפרל הארבור, אילץ את ארצות הברית להסתמך על נושאות המטוסים שנותרו לה, שהשיגו ניצחון חשוב על היפנים בקרב מידווי, שישה חודשים לאחר הצטרפותה של ארצות הברית למלחמה והביסו בהצלחה את צי הצוללות שלה. הצי וחיל הנחתים המשיכו מגמה זו במערכה באסיה ובאוקיינוס השקט בשנים 1943–1945, והגיעו לקרבת יפן בקרב אוקינאווה. במהלך השנים 1942 ו-1943 שיגרה ארצות הברית מיליוני חיילים ואלפי ספינות ומטוסים לבריטניה, הובילה את ההפצצות האסטרטגיות על גרמניה ועל הארצות הכבושות והובילה את בעלות הברית במערכות לשחרור צפון אפריקה בנובמבר 1942, בשחרור סיציליה ואיטליה ב-1943, בצרפת ב-1944 ובפלישה לגרמניה ב-1945, וזאת במקביל להתקדמותה של ברית המועצות בחזית המזרחית. כל אלה הובילו לכניעתה של גרמניה במאי 1945. במערכה באסיה ובאוקיינוס השקט נחלו האמריקנים הצלחות גדולות יותר במהלך שנת 1944, אך הקרבות העקובים מדם באיוו ג'ימה ובאוקינאווה, הובילו את ארצות הברית לחפש דרך מהירה וללא אבדות רבות בנפש להכניע את יפן ולסיים את המלחמה. הטלת פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי, שהכתה בהלם את ההנהגה היפנית, בשילוב עם הפלישה הסובייטית למנצ'וריה, גרמה לכניעתה של יפן באוגוסט 1945 ולסיום המלחמה.
יכולתה של ארצות הברית לגייס את כוחותיה במהירות, הפכה אותה לבסוף למעצמה החזקה ביותר בכל חזיתות המלחמה (למעט בחזית הרוסית) ועצמתה התעשייתית של הכלכלה האמריקנית היוותה גורם מכריע בהתגייסות ובהצטיידות של בעלות הברית. ארצות הברית הפיקה לקחים אסטרטגיים וטקטיים, כמו חשיבותה של העליונות האווירית ותפקידן המכריע של נושאות המטוסים במערכות הימיות, ולקחים אלה ליוו את חשיבתה הצבאית במשך עשרות שנים עד לתחילת המאה ה-21.
למלחמת העולם השנייה יש מקום מרכזי בנפשה של האומה האמריקנית כניצחון הצבאי הגדול בתולדותיה. מעל 16 מיליון חיילים אמריקנים השתתפו במלחמה (כ-11% מהאוכלוסייה) ומעל 400,000 נהרגו במהלכה. ארצות הברית הפכה לאחת משתי מעצמות העל, יחד עם ברית המועצות, שלא כמו זו האחרונה, פגעי המלחמה לא הגיעו לשטחה של ארצות הברית עצמה. במהלך המלחמה ולאחריה מיסדו בהדרגה ארצות הברית ובריטניה שותפות צבאית ומודיעינית שמשתקפת בקיומם של בסיסים אמריקנים בבריטניה, בשיתוף מידע מודיעיני, שיתוף בטכנולוגיות צבאיות, כמו טכנולוגיה גרעינית ובשיתוף ברכש צבאי.
תקופת המלחמה הקרה (1945-1991).
בשנים שלאחר מלחמת העולם השנייה צמחה ארצות הברית כמעצמת-על פנים אל פנים מול ברית המועצות במה שמכונה המלחמה הקרה. בתקופה זו שארכה כארבעים שנה, סיפקה ארצות הברית סיוע צבאי וגם הייתה מעורבת באופן ישיר במלחמות פרוקסי כנגד ברית המועצות וגרורותיה. היה זה העיקרון המנחה שמאחורי ניהולן של מלחמת קוריאה ומלחמת וייטנאם. מה שמנע את העימות הצבאי הישיר בין שתי המעצמות היה ארסנל הנשק הגרעיני של שתיהן שההימנעות משימוש בו היה גורם להשמדה הדדית מובטחת ומאזן אימה זה גרם לכך שהעימותים ביניהן לא הגיעו למלחמה ישירה אלא התבטאו במלחמות בין מדינות שהן פרסו עליהן את חסותן. כמו כן גברה בתקופת המלחמה הקרה מעורבות ארצות הברית בשינויי משטר באמריקה הלטינית.
חוק הביטחון הלאומי של 1947 (National Security Act of 1947) נועד להתאים את המבנה הצבאי של הכוחות המזוינים של ארצות הברית לתפקידה החדש כמעצמת-על. החוק שילב ואיחד את מחלקת הצי עם מחלקת המלחמה ויחד נוצרה מחלקת ההגנה של ארצות הברית. החוק גם יצר את המועצה לביטחון לאומי, את סוכנות הביון המרכזית (CIA) ואת חיל האוויר כזרוע עצמאית, שעד אז היה כפוף לצבא.
מלחמת קוריאה.
מלחמת קוריאה הייתה עימות צבאי בין ארצות הברית ובעלות בריתה מהאו"ם לבין המדינות הקומוניסטיות שתחת השפעתה של ברית המועצות (אף היא חברה באו"ם) ושל הרפובליקה העממית של סין (שהצטרפה לאו"ם מאוחר יותר). הצדדים הלוחמים העיקריים במלחמה זו היו קוריאה הדרומית וקוריאה הצפונית. בעלות בריתה העיקריות של קוריאה הדרומית היו ארצות הברית, קנדה, אוסטרליה, בריטניה ומדינות רבות נוספות ששלחו למערכה את כוחותיהן בחסות האו"ם. בעלות בריתה של צפון קוריאה היו הרפובליקה העממית של סין, ששלחה כוחות וברית המועצות שסיפקה יועצים צבאיים וטייסים, בנוסף לכלי נשק הן לסינים והן לצפון קוריאנים.
ארצות הברית ובעלות בריתה החלו את המלחמה ברגל שמאל. כוחותיה של קוריאה הצפונית תקפו בחוזקה בקיץ 1950 וכמעט שדחקו את הכוחות המצומצמים של ארצות הברית ושל קוריאה הדרומית לים. בשלב זה התערב ארגון האו"ם ומינה את דאגלס מקארתור כמפקד כוחות האו"ם שהתפרסו בהגנה היקפית מסביב לפוסן בניסיון להרוויח זמן עד להגעת תגבורת. מקארתור, בצעד מסוכן אך נועז, הורה על פלישה אמפיבית מעבר לקו החזית באינצ'ון, בנתקו את הכוחות הצפון קוריאנים וניתב אותם מעבר לקו רוחב 38 צפון לתוך שטחה של צפון קוריאה. בעוד כוחות האו"ם ממשיכים להתקדם לכיוון נהר יאלו שעל גבולה של צפון קוריאה עם סין, חצו הסינים את הנהר באוקטובר ושיגרו סדרה של מתקפות פתע שגרמו לכוחות האו"ם לסגת מעבר לקו הרוחב 38. מלכתחילה שאף הנשיא הארי טרומן למפנה אסטרטגי שיאחד את קוריאה ולאחר הצלחתם של הסינים הוא התפשר על האסטרטגיה של תורת הבלימה שתפצל את חצי האי. מקארתור שחלק עליו, פוטר מתפקידו. שיחות השלום התמשכו שנתיים עד שהנשיא דווייט אייזנהאואר איים על סין בנשק גרעיני. שביתת נשק הושגה עד מהרה ושתי הקוריאות נותרו מפוצלות משני צדדיו של קו הרוחב 38. גם כיום דרום וצפון קוריאה נמצאות באופן רשמי במצב מלחמה ומעולם לא חתמו על הסכם שלום. הכוחות האמריקנים נשארו עד היום בקוריאה הדרומית כחלק ממדיניות החוץ של ארצות הברית.
משבר לבנון (1958).
ב בשנת 1958 נשלחו כמה מאות חיילי חיל הנחתים של ארצות הברית כדי לחזק את ממשלת לבנון הפרו-מערבית ושהו שם בין ה-15 ביולי עד ה-25 באוקטובר 1958.
ההתערבות ברפובליקה הדומיניקנית (1965-1966).
ב-28 באפריל 1965 400 חיילים נחתים אמריקנים נחתו בסנטו דומינגו כדי לפנות את השגרירות האמריקנית ואזרחי מדינות נוספות ברפובליקה הדומיניקנית, לאחר שכוחות הצבא של המדינה ניסו לבצע ניסיון הפיכה כנגד החונטה האזרחית השלטת. באמצע מאי מנה הכוח האמריקני ברפובליקה מספר שיא של 23,850 איש, חיילי הצבא האמריקני, נחתים ואנשי חיל האוויר. בנוסף, 38 ספינות של הצי התמקמו לאורך החופים. הם פינו כמעט 6500 גברים נשים וילדים אזרחי 46 מדינות וחילקו יותר מ-8 מיליון טונות של מזון.
מלחמת וייטנאם (1964-1975).
מלחמת וייטנאם התנהלה למעשה בין השנים 1959 עד 1975 בשטחה של דרום וייטנאם ושל שכנותיה קמבודיה ולאוס. כמו כן בוצעו הפצצות אסטרטגיות בשטחה של צפון וייטנאם. יועצים צבאיים אמריקנים הגיעו כבר בסוף שנות החמישים לדרום וייטנאם כדי לסייע לצבא המקומי להתמודד עם מורדים קומוניסטים שהיו ידועים כוייטקונג. המעורבות הצבאית המשמעותית ארצות הברית החלה ב-1964, לאחר שהקונגרס, במה שנקרא החלטת מפרץ טונקין, אישר לנשיא לינדון ג'ונסון להשתמש בכוח באירוע מפרץ טונקין. הלחימה התנהלה כאשר מצד אחד ניצבו ארצות הברית ודרום וייטנאם, מתוגברות בכוחות מקוריאה הדרומית, תאילנד, אוסטרליה, ניו זילנד והפיליפינים. מנגד ניצב צבא צפון וייטנאם שלצידו נלחמו לוחמי הגרילה של "החזית הלאומית לשחרור דרום וייטנאם" (NLF), שכונו על ידי האמריקנים "וייטקונג" ( Viet Cong, שמשמעותו בווייטנאמית, "קומוניסטים וייטנאמים"). אלה קיבלו סיוע מברית המועצות ומסין ובכך הפכה מלחמת וייטנאם למלחמת פרוקסי.
במשך השנים בהן הייתה ארצות הברית מעורבת במלחמת וייטנאם היא נקטה באסטרטגיות שונות. מבצעי ההפצצה של חיל האוויר נשלטו באופן הדוק על ידי הבית הלבן מסיבות פוליטיות ועד לשנת 1972 הוא נמנע מלהפציץ את ערי הצפון כמו האנוי והאיפונג (Haiphong) והתרכז בהפצצת נתיבי האספקה בג'ונגלים, בייחוד "נתיב הו צ'י מין". מפקד הצבא השנוי ביותר במחלוקת היה הגנרל ויליאם וסטמורלנד שהאסטרטגיה שלו הייתה שאיפה מתמדת להביס את כוחות האויב, למרות מחיר הדמים הגבוה שעורר התנגדות בדעת הקהל האמריקנית.
ארצות הברית התייחסה למלחמה כחלק מתורת הבלימה שלה כנגד הקומוניזם בדרום-מזרח אסיה, אך הכוחות האמריקנים היו מתוסכלים מחוסר היכולת שלהם להעסיק את האויב בקרבות מכריעים, השחיתות, היכולת הקרבית הנמוכה של צבא דרום וייטנאם ומהמחאה הגוברת מבית. מתקפת הטט ב-1968, למרות הצלחתם של האמריקנים לבלום אותה ועל אף שהווייטקונג אבדו בה מחצית מלוחמיהם, הייתה נקודת מפנה מבחינה פסיכולוגית במהלך המלחמה. כאשר הנשיא ריצ'רד ניקסון התנגד לתורת הבלימה והיה מעוניין יותר בהשגת דטאנט עם ברית המועצות ועם סין, הפכה המדיניות האמריקנית למדיניות של "וייטנאמיזציה", אספקה של כמות גדולה של כלי נשק לצבא דרום וייטנאם שתאפשר להם להילחם את מלחמתם בכוחות עצמם. ב-1973, כאשר מניין ההרוגים האמריקנים הגיע ליותר מ-57,000 איש ומספר הרבה יותר גבוה של פצועים, נסוגו הכוחות האמריקנים, כשלא היה ברור איזה צד במלחמה יכול לזקוף לזכותו את הניצחון וב-1975 נכבשה דרום וייטנאם סופית על ידי שכנתה הקומוניסטית מצפון ושתי המדינות אוחדו.