El "Pennsylvania" y el "Arizona" fueron comisionados durante la Primera Guerra Mundial, previo a la entrada de los Estados Unidos del lado de los Aliados. Durante su primer año, las embarcaciones fueron limpiadas y preparadas para servicio activo completo. El "Pennsylvania" se convirtió en el buque insignia de la Flota del Atlántico el 12 de octubre de 1916. El "Arizona" disparó por primera vez sus cañones principales el 23 de diciembre, pero problemas con el sistema de propulsión, específicamente una turbina dañada, mantuvo a la embarcación casi exclusivamente en el patio de marina de Nueva York de diciembre de 1916 a marzo de 1917. Ambas embarcaciones permanecieron en Estados Unidos el resto de la guerra debido a la escasez de combustible en el Reino Unido, y solo se enviaron acorazados con propulsión a carbón de la 9.ª División. Después del armisticio de 1918, los dos acorazados clase "Pennsylvania" fueron enviados al otro lado del Atlántico. El "Arizona" fue enviado primero, partiendo el 18 de noviembre y arribando a Portsmouth el día 30. El "Pennsylvania" escoltó el transporte del presidente estadounidense Woodrow Wilson, el "SS George Washington," por todo el Atlántico para la Conferencia de Paz de París en 1919. Entre 1921 y 1922, durante el período de entreguerras, ambas embarcaciones formaron parte de una misión en Perú y fueron transferidas a la Flota del Pacífico.