Dopo essere stata rifornita a Mare Island, la "Indianapolis" fece rotta per le Hawaii dove divenne la nave di bandiera del vice ammiraglio Raymond Spruance, comandante in capo della Quinta Flotta. Prese il largo da Pearl Harbor con il corpo di spedizione principale della "Southern Attack Force" per realizzare l'Operazione Galvanic, cioè l'invasione delle Isole Gilbert. Il 19 novembre ebbe inizio il bombardamento dell'atollo di Tarawa e il giorno successivo puntò verso Butaritari (vedi "Battaglia di Makin"). Poi ritornò a Tarawa dove fornì fuoco di copertura alle truppe per lo sbarco. Quel giorno la "Indianapolis" abbatté un aereo nemico e distrusse diversi capisaldi giapponesi mentre la fanteria faticava non poco a vincere la sanguinosa e costosa battaglia di Tarawa. Continuò a bombardare finché l'isola, che ormai era stata praticamente rasa al suolo, non fu dichiarata sicura tre giorni dopo. La successiva conquista delle Isole Marshall, durante la quale l'incrociatore era ancora la nave ammiraglia della Quinta Flotta, deve molto al vantaggio strategico scaturito dalle vittorie presso le Isole Gilbert.