칼 빈슨 호는 데저트 스트라이크 작전, 이라크 전쟁, 서던 워치 작전, 항구적 자유 작전 등의 군사작전들에 참여하였다. 또한 2011년 사살된 오사마 빈라덴의 시신이 본 함의 갑판에서 수장되었다.