8月18日、カリニン・ベイはエニウェトク環礁を出港し、ツラギ島に向かった。9月14日に第3艦隊（ウィリアム・ハルゼー大将）がパラオに対する攻撃を開始すると、カリニン・ベイの航空機はこれに呼応してペリリューの戦いおよびアンガウルの戦いに加わった。二週間もの間、カリニン・ベイの航空機はおよそ400回出撃して、上陸部隊の支援や日本軍の陸上施設への攻撃を繰り返した。9月25日には、カリニン・ベイの航空隊は他の助けを借りずに3隻の貨物船と6隻の上陸用舟艇を破壊した。9月30日、カリニン・ベイはパラオ水域を離れて10月3日にマヌス島ゼーアドラー湾に帰投した。