Durante il raddobbo il 4 marzo il capitano Lowe, spossato, lasciò il comando del "Pensacola", che rimase vacante sino al 19 maggio quando subentrò il capitano di vascello Allen Prather Mullinix. Questi fu poi sostituito dal pari grado Randall Euesta Dees il 12 giugno 1943. Tornato operativo, il "Pensacola" prese il mare l'8 novembre come parte della Quinta Flotta del viceammiraglio Spruance, diretta sull'arcipelago delle Gilbert per occupare l'atollo di Tarawa. Il 19 novembre la flotta statunitense diede inizio a un giorno di continuo bombardamento aeronavale su un'isola in particolare dell'atollo (Betio), dove erano concentrate le difese giapponesi: il "Pensacola" sparò circa 600 proiettili. Il giorno successivo si svolse il sanguinoso sbarco e l'incrociatore rimase al largo con le forze di copertura attorno le portaerei; tuttavia un sommergibile nipponico silurò la portaerei leggera , che il "Pensacola" accompagnò a Funafuti nelle isole Ellice. Per il resto di novembre e tutto dicembre continuò a proteggere le portaerei, impegnate in alcuni raid sulle Gilbert ma soprattutto a lanciare incursioni sulle isole Marshall in preparazione dell'assalto a questo arcipelago.