オーバーホールを終えたエセックスは、アメリカ海軍航空隊のエース・パイロットである少佐が率いる第15飛行群を乗せ、ワスプ（USS Wasp, CV-18）、サン・ジャシント（USS San Jacinto, CVL-30）とともに第58.4任務群を構成し、5月19日から20日にかけては南鳥島を、5月24日にはウェーク島をそれぞれ攻撃。続くマリアナ・パラオ諸島の戦いでは、6月12日から8月10日までのマリアナ諸島制圧、6月19日から20日のマリアナ沖海戦、および9月6日から8日までのパラオ制圧を中心に、一貫して航空支援に努めた。この間、エセックスがいた大艦隊の司令長官は第5艦隊のスプルーアンス大将から第3艦隊のハルゼー大将に代わり、第58任務部隊は第38任務部隊と改められた。直後の9月9日から10日にかけては、第38.3任務群（F・C・シャーマン少将）の一艦としてミンダナオ島攻撃を行い、ペリリューの戦いを支援した。エセックスは占領したばかりのウルシー環礁に帰投。10月2日に台風が襲来したものの乗り切って、10月6日に南西諸島および台湾攻撃のため出撃した。