1943年2月26日、戦列に復帰したサンフランシスコは PW2211船団を護衛し、南太平洋に向かった。3月20日にヌメアに到着した後、5日後にエファテ島に向かい、4月中に真珠湾に帰投した。サンフランシスコはアリューシャン方面の戦いに投入されることとなり、北太平洋部隊の第16任務部隊に合流。月末にアラスカに到着すると、サンフランシスコはアダック島を拠点に行動し、5月のアッツ島の戦いおよび7月のキスカ島奪還では護衛に従事した。アッツ島奪還は1943年8月15日に予定され、戦艦「ミシシッピー」「アイダホ」を中心とした艦隊に加わり海上封鎖及びキスカ島砲撃を行った。7月23日、アメリカ軍のカタリナ飛行艇がアッツ島南西200海里の地点で7隻の船をレーダー捕捉し、艦隊司令長官トーマス・C・キンケイド中将は日本艦隊とみて直ちに迎撃作戦に移った。しかし、当時、この海域には日本艦船は存在しておらず、これは全くの事実誤認であった。7月26日、濃霧の中「ミシシッピー」のレーダーが15海里の地点にエコーを捕捉。艦隊各艦からも同様の報告を得たキンケイドは直ちにレーダー射撃を開始させ、約40分後に反応は消失。しかし、不思議なことに重巡「サンフランシスコ」のレーダーにはこの戦いの最初から最後まで全く反応がなかった。これは現在ではレーダーの虚像による誤反応を日本艦隊と見間違えたという説が一般的であり、勿論日本軍にも全く損害は出ておらず、一方的にアメリカ軍が無駄弾をばら撒いただけであった。この際米軍が消費した砲弾は36センチ砲弾118発、20センチ砲弾487発に上ると言われている。この誤認攻撃の状況に関して、米艦隊が打電した砲撃データの電文を日本艦隊は全て傍受しており、また平文で打電されていたために「米軍は同士討ちをやっている」と日本軍は思ったという。7月28日（ケ号作戦実行日）、敵艦隊を撃滅したと確信したキンケイドは弾薬補給のため一時、艦隊を後退させる。この時、キンケイドはキスカ島に張り付けてあった哨戒用の駆逐艦まで率いて後退してしまった。翌日、周辺海域からアメリカ艦隊がいなくなっているとは知らずに日本艦隊は突入しキスカ島から陸上部隊を撤退させた。7月30日、日本軍守備隊が撤退したとは知らず、補給が終わったアメリカ軍は封鎖を再開した。8月15日にサンフランシスコはキスカ島の上陸作戦であるコテージ作戦に参加し、艦砲射撃などの支援を行った。9月中旬に真珠湾に帰投したサンフランシスコは、9月29日に第14.2.1任務群に加わり、ウェーク島攻撃に向かった。任務群は10月5日にウェーク島近海に到着し、日本軍守備隊の射程圏内を航行した。10月11日、任務群は真珠湾に帰投した。次いでサンフランシスコはガルヴァニック作戦に参加し、ブタリタリ沖に到着した後、ベティオ島に対する事前砲撃に参加し、ブタリタリ西方の補給路を確保した。11月26日、サンフランシスコはヨークタウン（USS Yorktown, CV-10）、レキシントン（USS Lexington, CV-16）、カウペンス（USS Cowpens, CVL-25）、5隻の巡洋艦および6隻の駆逐艦からなる第50.1任務群に加わり、クェゼリン方面の日本軍施設への攻撃に向かった。12月4日、艦載機が目標に向かった後、正午前後から日本機の反撃が始まった。12時50分、サンフランシスコは左舷艦首方向から3機の雷撃機の突入を受けたが、そのうちの2機はサンフランシスコに対して機銃掃射を行ったものの対空砲火で撃墜され、残る1機もヨークタウンからの射撃で撃墜された。機銃掃射により1名が戦死し22名が負傷した。日が落ちてから再び日本機の攻撃があり、レキシントンが雷撃されて損傷した。任務群は北に西にと行動し、12月5日1時30分以降はレーダースクリーンから日本機が消えた。翌日、サンフランシスコは真珠湾に向かった。1944年1月22日、サンフランシスコは第52任務部隊の一艦として再びマーシャル方面に向かった。1月29日、任務部隊はクェゼリンの戦いの支援でマロエラップ環礁の日本軍施設に対する攻撃を行った。攻撃後クェゼリンに向かい、1月31日6時30分に作戦海域に到着したサンフランシスコは、7時30分から環礁内のあらゆる目標に向けて臨機応変に発砲した。8時49分に一旦発砲を中止し、9時に再開。サンフランシスコは環礁内の島々に対して艦砲射撃を行い、それは日没時まで続けられた。2月8日、サンフランシスコはマジュロに向かい、第58任務部隊（マーク・ミッチャー中将）に合流した。2月12日、サンフランシスコは第58.2任務群の一艦としてマジュロを出撃。4日後、第58任務部隊はトラック島空襲を行った。2月16日から17日にかけての深夜、イントレピッド（USS Intrepid, CV-11）が魚雷の命中により損傷。サンフランシスコは後送されるイントレピッドの護衛に途中まであたった。2月19日にイントレピッドは2隻の駆逐艦とともに真珠湾に回航され、サンフランシスコは他の艦船とともにマジュロに向かった。2月25日、サンフランシスコは第58.2任務群とともに真珠湾に向かった。1ヵ月後の3月20日、第58.2任務群はマジュロに進出し、3月22日にパラオおよびカロリン諸島への攻撃に出撃した。3月30日から4月1日にかけて艦載機がパラオとウォレアイ環礁を攻撃し、サンフランシスコは観測機を救助活動に活用した。4月6日に帰投し、一週間後に任務群はホーランジアの戦いの支援で出撃した。4月21日から28日まで第58.2任務群はホーランディアに対する上陸作戦を支援した後、4月29日にトラック諸島を再度攻撃。サンフランシスコは4月30日に、他の8隻の巡洋艦とともにサタワン環礁への砲撃を行った。砲撃後は第58.2任務群に合流し、マーシャル諸島に向かった。マジュロに帰投後、クェゼリンに移動したサンフランシスコは、第53.15任務群とともにサイパンの戦いに参加するため、6月10日に出撃した。6月14日から2日間、サンフランシスコはテニアン島に対して砲撃を行い、一時第9巡洋戦隊の指揮下に入って6月16日にグアムを砲撃した。日本艦隊がサイパンに向かいつつあるという報に接し、サンフランシスコはサイパン島沖に戻った。6月17日に補給を行ったサンフランシスコは、2日後のマリアナ沖海戦に参加。10時46分頃から攻撃を受けたものの、日本の艦載機は対空砲火と上空援護の戦闘機により部隊から30キロ以内に立ち入ることすら難しかった。11時46分、サンフランシスコはインディアナポリスとともに対空射撃を行い、正午までには静けさが戻った。6月20日、サンフランシスコは逃げる日本艦隊の追撃に加わったが、翌日までにはサイパン島沖に戻って援護射撃を再開した。7月8日、サンフランシスコは再びグアム沖に現れ、アガットとハガニアに対して砲撃を行った。7月12日にサイパン島沖で補給を行い、7月18日にはグアム沖に戻った。7月18日から20日にかけてはアガットとファチ岬沖で水中破壊チームの支援を行い、日本軍に陣地を整えさせる暇も与えなかった。7月21日にアガットビーチに陸上部隊を上陸させ、7月24日にはオロテ岬に対して砲撃を行った。7月30日に作戦海域を離れ、エニウェトク環礁と真珠湾を経由しサンフランシスコに向かった。8月16日に到着した後、オーバーホールに入った。10月31日、オーバーホールが終わったサンフランシスコは西に向かい、11月21日にウルシー環礁に到着し、第6巡洋戦隊の旗艦となった。12月10日、サンフランシスコは第38.1任務群とともにウルシーを出撃し、フィリピン攻撃に向かった。12月14日から15日にかけて、艦載機はフィリピン各地を空襲し、サンフランシスコの艦載機は対潜哨戒と救助任務にあたった。12月16日、第38任務部隊（ジョン・S・マケイン中将）は第30.17任務群と合流して洋上補給を行う予定だったが、コブラ台風に遭遇し給油活動は中止。その後2日間にわたって任務部隊は台風に翻弄された。12月19日、サンフランシスコは台風で沈没した3隻の駆逐艦の生存者捜索にあたった。第38任務部隊は翌12月20日にフィリピンへの攻撃を再開すべく西に向かったが空襲できる状況になく、12月24日にウルシーに帰投した。