Il 5 dicembre 1941 l'"Astoria" salpò da Pearl Harbor di scorta alla portaerei , diretta a Midway con un carico di aerei per la locale guarnigione; quando, il 7 dicembre successivo, le portaerei giapponesi attaccarono la flotta statunitense a Pearl Harbor, l'"Astoria" si trovava 700 miglia a occidente delle Hawaii con il resto del suo gruppo: subito richiamata, la formazione compì un'infruttuosa ricerca delle portaerei nipponiche a sud-ovest di Oahu prima di rientrare a Pearl Harbor il 13 dicembre. Il 16 dicembre l'incrociatore prese il mare come scorta a un convoglio di truppe dirette all'Isola di Wake, ma la missione fu annullata il 23 dicembre visto che l'isola ormai era prossima a cadere in mano ai giapponesi. Dal 31 dicembre l'"Astoria" scortò la portaerei in una sua sortita da Pearl Harbor, ma l'11 gennaio 1942 la portaerei riportò gravi danni dopo essere stata silurata dal sommergibile giapponese "I-6" al largo delle Hawaii e l'intera formazione dovette rientrare alla base.