真珠湾で修理を終えて1942年（昭和17年）11月末に復帰したノースカロライナは次の年までの間、ソロモン諸島で補給線を守る空母機動部隊（エンタープライズ、サラトガ）の前衛を務めた。1943年（昭和18年）2月初頭、レンネル島沖海戦とガダルカナル島撤収作戦でガ島攻防戦に結着がつく。3月から4月にかけて真珠湾で新型の射撃管制機器とレーダー装置を装備し、9月に再び真珠湾に戻ってギルバート諸島侵攻に備えた。その後、ギルバート・マーシャル諸島の戦い（）、トラック島空襲、マリアナ沖海戦（）、ジャンボリー作戦などの作戦や海戦において、機動部隊の護衛艦艇として転戦した。レイテ沖海戦の時、本艦は修理中だった。