Vom 8. Juni bis zum 12. August nahm die "Cleveland" an der Schlacht um die Marianen-Inseln teil. Am 24. Juli, während der Landung auf Tinian, kam die "Cleveland" dem Zerstörer USS "Norman Scott" zur Hilfe, der von einer Küstenbatterie schwer getroffen worden war. Der Kreuzer manövrierte sich zwischen die "Norman Scott" und die Batterie, um weitere Treffer zu verhindern und brachte die Stellung dann mit seinen schweren Geschützen zum Schweigen. Die "Cleveland" lieferte weiter Unterstützung für landende Truppen und wurde zwischenzeitlich der Task Force 58 zugeteilt, die am 19. und 20. Juni in der Schlacht in der Philippinensee den japanischen Kräften schwere Verluste beibrachte.