Gli anni trenta trascorsero tra crociere estive per cadetti, manovre della marina sia al largo della costa orientale che di quella occidentale, crociere autunnali per riservisti, simulazioni di sbarchi. Allo scoppio della seconda guerra mondiale nel settembre 1939, la corazzata fu dirottata nelle acque dei Caraibi dove le esercitazioni si fecero più frequenti, continuando tuttavia le crociere deviate però sulle coste dell'America meridionale. In seguito all'attacco di Pearl Harbor e l'entrata in guerra degli Stati Uniti, fu assegnata alla scorta dei convogli diretti in Gran Bretagna: dopo intense esercitazioni e una seconda modernizzazione avvenuta tra aprile e luglio 1942, iniziò a operare in questa mansione. Presente agli sbarchi in Marocco e Algeria dell'8 novembre, per buona parte del 1943 fu destinata ad addestrare le nuove reclute, quindi tra la fine del 1943 e l'inizio del 1944 scortò altri convogli. Nella primavera del 1944 si fermò in Irlanda e il 6 giugno fu tra le migliaia di navi coinvolte nello sbarco in Normandia; a metà agosto, passata nel Mediterraneo, supportò anche l'invasione della Provenza. A settembre ritornò negli Stati Uniti e, revisionata, fu trasferita sul fronte dell'Oceano Pacifico; partecipò ai bombardamenti pre-sbarco su Iwo Jima e Okinawa, senza subire danni. La fine della guerra trovò l"'Arkansas" nel Golfo di Leyte, che lasciò per dare il proprio contributo all'operazione Magic Carpet, il rimpatrio di centinaia di migliaia di smobilitati. All'inizio del 1946 fu scelta, in ragione della sua obsolescenza, come nave bersaglio per il test atomico di Bikini: il 25 luglio la detonazione subacquea di una bomba atomica ne squarciò lo scafo ed essa affondò in pochi minuti.