1941年12月7日、ルイビルはA・T・スコット ("A. T. Scott") および ("SS President Coolidge") を護衛し、タラカン島から真珠湾に向かう途中にあった。ハワイに向かう途中、損害調査のため短期間停泊し、その後カリフォルニアへ向かう。カリフォルニアでルイビルは、空母ヨークタウン ("USS Yorktown, CV-5") を基幹とする（フランク・J・フレッチャー中将）に参加し、1942年1月6日にサンディエゴを出航、空母エンタープライズ ("USS Enterprise, CV-6") 基幹の第8任務部隊（ウィリアム・ハルゼー中将）とともに、サモアに向かう。1月22日にサモアで部隊を上陸させると、その帰路の途中に初の実戦参加を行う。ルイビルの最初の実戦参加は、ギルバート諸島及びマーシャル諸島に対する空母艦載機部隊の攻撃支援であった。このマーシャル・ギルバート諸島機動空襲でルイビルは艦載機を一機失っている。