列星頓號航空母艦 (CV-16)

建造与早年服役

列克星敦号在1941年7月15日于霍河造船厂开始建造，其时舰名仍为卡伯特；同年12月7日，日军偷袭珍珠港，美军加快建造各艘航空母舰。1942年5月8日，列克星敦号于珊瑚海海战沉没，消息在同年6月公布。应霍河造船厂工人的要求，海军将厂内建造中的CV-16更名为列克星敦号，以示纪念；而卡伯特则改为命名CV-28。此后美军所有沉没的航空母舰舰名，均由新建的航空母舰继承。
1942年9月26日，新列克星敦号下水，由前任海军助理部长西奥多·罗宾森（Theodore D. Robinson）的夫人掷瓶；罗宾森夫人亦是旧列克星敦号的掷瓶者。1943年2月17日，列克星敦号服役，随即在波士顿附近试航。4月13日，列克星敦号搭载第16航空团（Air Group 16）到切萨皮克湾及加勒比海试航，然后返回波士顿作最后检修。
7月初，列克星敦号离开波士顿，到诺福克海军基地搭载军资，预备前往西太平洋作战。26日，列克星敦号与普林斯顿号及贝劳森林号一同横越巴拿马运河，然后直接前往珍珠港，在8月9日抵达，随即进行严密训练。

马绍尔群岛战事

1943年9月11日，列克星敦号离开珍珠港，并担任第15特遣舰队（Task Force 15）的第五分队（Task Group 15.5）旗舰，同行舰有普林斯顿号及贝劳森林号；分队由鲍奈（Charles A. Pownall）少将指挥。不久前埃塞克斯号、约克城号及独立号空袭了南鸟岛；而列克星敦号等则前往空袭塔拉瓦环礁及马金岛，摧毁地面9架飞机，并杀伤多名日军士兵。列克星敦号亦派飞机仔细拍摄塔拉瓦各处据点，以供美军日后进攻所用。
9月29日，列克星敦号编入蒙哥马利（Alfred E. Montgomery）少将指挥的第14特遣舰队（Task Force 14），同行舰有旗舰埃塞克斯号、约克城号、独立号、贝劳森林号及科本斯号。六艘航空母舰在当日离开珍珠港，前往攻击威克岛。10月5日及6日，舰队派出六波飞机攻击威克岛，出击数达738架次。空袭后日军杀害岛上98名美国俘虏；舰队则于11日返回珍珠港休整。

塔拉瓦及马金岛

此时美军正预备登陆吉尔伯特群岛。海军为此编组了第52及53特遣舰队（Task Force 52 and 53），前者由珍珠港出发，登陆北面的马金岛（Makin）；后者则由新赫布里底群岛的桑托岛出发，登陆南面的塔拉瓦环礁；同时，海军亦将第50特遣舰队（Task Force 50）编为快速航空母舰舰队（Fast Carrier Forces），以支援陆战队登陆两岛；舰队又再分成四支分队，而列克星敦号编入鲍奈指挥的第一分队，同行舰有旗舰约克城号及科本斯号，负责夺取制空权。
11月初，列克星敦号等离开珍珠港，并在19日空袭贾卢伊特环礁及米利环礁。20日陆战队分别登陆塔拉瓦及登陆马金岛；列克星敦号的第一分队有效拦截从马绍尔群岛而来的日军飞机，使之在接着三日均无法飞抵马金岛。23日及24日，美军分别占领塔拉瓦及马金岛，但期间遭到顽抗；陆战队共有980人阵亡；而海军的护航航空母舰利斯康湾号（USS Liscome Bay, CVE-56）则被潜艇击沉，导致687人死亡；岛上近5,000名日军及韩国劳工只有146人生还。由于死伤惨重，登陆塔拉瓦在美国一度引起舆论争议。
战斗结束后，海军重编第50特遣舰队；列克星敦号仍留在鲍奈指挥的第一分队，同行舰有旗舰约克城号及科本斯号；而第三分队则由蒙哥马利指挥，有旗舰埃塞克斯号、企业号及贝劳森林号。两支分队被派往空袭夸贾林环礁。

夸贾林与遇袭

12月1日，第一分队与第三分队在海上会合，然后绕道前往夸贾林。4日早上，舰队派机队空袭夸贾林，但被日军发现，并派战机拦截，双方爆发空战。列克星敦号及埃塞克斯号的轰炸机队试图轰炸机场及礁湖内的军舰，但因情报失准，效果不彰；两舰的41架SBD及36架TBF，只击伤五十铃号及朝风丸号；F6F则摧毁地面16架战斗机及3架轰炸机；另一方面，企业号与约克城号集中攻击环礁南端的军港，击沉三艘补给舰，并击伤长良号，摧毁18架水上飞机。整场空袭，美军只损失五架飞机。
空袭后鲍奈取消第二波攻击，撤出夸贾林海域。10时至11时，列克星敦号等舰开始收回飞机；正午约克城号则派29架飞机攻击沃特杰环礁，以削弱日军空中力量，减低航母受袭风险；仅四分钟后，日军15架九七式轰炸机由海平面低飞而至，避开雷达侦测，并分别以鱼雷攻击列克星敦号及约克城号，但无一命中，攻击的飞机则多半被美军击落。下午3时约克城号回收攻击机队，舰队加速撤离，以避免日机夜袭；然而海面大浪，延缓舰队速度，至傍晚舰队仍未离开日军轰炸机的作战半径。入黑后日机开始在舰队上空盘旋，并断续攻击舰队。晚上11时32分，列克星敦号的右舷舰艉被一枚鱼雷击中，摧毁一个螺旋桨；并将舵机卡死向左。20分钟后列克星敦号修复舵机，并以21节速度撤退；攻击造成九人死亡，32人受伤。5日东京玫瑰在电台宣告日军已击沉列克星敦号；而美军舰队在6日于外海补油，到9日返抵珍珠港休整。11日至16日，列克星敦号进入珍珠港干船坞稍作维修，于17日前往华盛顿州布雷默顿的普吉湾海军基地作全面维修，在22日抵达。

帕劳

1944年2月13日，列克星敦号完成维修，稍后到近海试航。20日，列克星敦号离开普吉湾，在24日抵达阿拉米达，并搭载第19航空团、2,500名乘客及军用物资，然后前往珍珠港。28日列克星敦号抵达珍珠港，并卸载军资及航空团；而第16航空团则重返列克星敦号服役。3月3日，列克星敦号离开珍珠港，并在8日抵达马朱罗。
此时尼米兹命第五舰队先空袭帕劳，以预备将来收服马里亚纳群岛；但舰队仍在马朱罗等待会合。为善用时间，米契尔少将命列克星敦号在18日再次空袭米利环礁，于20日返抵马朱罗。21日，米契尔晋升为中将。
3月22日，米契尔指挥的第58特遣舰队（Task Force 58，第五舰队下的快速航空母舰舰队）终于离港出征。米契尔本人将舰队旗舰设于列克星敦号；而列克星敦号则编入第三分队，同行舰有分队旗舰约克城号、普林斯顿号及兰利号。舰队绕道行驶，以避开日军侦察，在4月1日展开攻击；然而25日及26日，特鲁克的日军侦察机仍发现了舰队，迫使斯普鲁恩斯上将提前攻击至3月30日。28日晚，日军派鱼雷轰炸机夜袭，被悉数击退。30至31日，舰队空袭帕劳港口，击落多架日军战机，并击沉若竹号；又于31日下午轰炸雅浦岛。列克星敦号、大黄蜂号及邦克山号于当日亦派TBF到帕劳设置水雷。4月1日，舰队改为空袭沃莱艾岛（Woleai），于6日返抵马朱罗。

荷兰地亚

4月13日，舰队离开马朱罗，前往空袭荷兰地亚，以削弱当地的日军空军。21日至24日，列克星敦号等三支分队空袭荷兰地亚各处的机场，但日军的飞机早被美国陆军航空军的P-38及B-24于30日摧毁，舰队几乎没有遭遇抵抗，只有零星的日军侦察机由梭隆县起飞，并悉数击落。
由于缺乏攻击目标，舰队在返回马朱罗前，于29至30日顺道攻击特鲁克。不过特鲁克在上月遭美军大举空袭后，已几近荒废，只有少量船只在港口；29日早上及30日傍晚，列克星敦号两次遭俯冲轰炸机投弹攻击，但炸弹均未有命中，在舰侧落水爆炸。稍后舰队分别派战列舰及巡洋舰炮轰波纳佩及萨塔万环礁；列克星敦号的第三分队前往珍珠港，在5月4日返抵马朱罗，并在稍后于近海训练。

马里亚纳群岛

此时美军正筹划进攻菲律宾；美国陆军航空军分别于6月3日及9日空袭帕劳、沃莱艾岛（Woleai）及雅浦岛。6日第58特遣舰队前往空袭马里亚纳群岛，以削弱日军空中力量；列克星敦号仍留在第三分队，并任舰队旗舰；而分队则由小李维（Jown W. Reeves, Jr.）少将指挥，有分队旗舰企业号、普林斯顿号及圣哈辛托号。11日四支分队空袭了关岛、天宁岛及塞班岛；12日克拉克的第一分队调往空袭关岛，而列克星敦号等三支分队则继续轰炸天宁岛与塞班岛。13日各分队继续轰炸诸岛，为即将登陆美军清场。14日晚第一分队及第四分队往空袭小笠原群岛；而列克星敦号等继续攻击塞班岛。当日傍晚，列克星敦号遭到八架鱼雷轰炸机攻击。列克星敦号以防空炮击落五架，但仍有两架飞机成功空投鱼雷。两枚鱼雷仅仅在舰体两边不远擦过；而一架轰炸机被击毁后更几乎撞入飞行甲板。15日美军陆战队开始登陆塞班岛。

菲律宾海海战

美军登陆塞班岛之际，小泽治三郎正执行豊田副武的阿号作战计划，试图与美军舰队决战，以扭转劣势；而斯普鲁恩斯则一直在搜索小泽舰队。18日斯普鲁恩斯发现日本舰队离开菲律宾，前来支援马里亚纳，即时预备迎击日本舰队，并召回北上小笠原群岛的两支分队。四支分队在当日正午于塞班岛以西海域会合，并开始搜索日军的第一机动舰队。 
6月18日下午，日军侦察机发现美军第58特遣舰队。小泽治三郎欲善用日机较远的续航距离，命舰队避开美军攻击范围，留待19日与关岛的日机一举进攻；而此时斯普鲁恩斯仍未得悉日军舰队确实位置。米契尔于半夜提议舰队向西前进，使航空母舰可赶及在19日早上进入作战半径，派飞机攻击日军舰队，但斯普鲁恩斯以掩护塞班岛登陆部队为先，命舰队于晚上继续向东撤，待日出后才再向西推进，以免遭遇日军埋伏。日出前，日军侦察机多次发现美军舰队，但美军仍未掌握日军动向。次日菲律宾海海战爆发。
19日早上5时30分，蒙特利号一架F6F发现两架日机，并击落一架，海战正式展开。6时30分，贝劳森林号在关岛发现日机，稍后舰队派飞机空袭当地，并歼灭关岛机场的日机。7时30分，日军侦察机发现部分第四分队舰只，但后续侦察机被埃塞克斯号及兰利号等击落。小泽稍后在8时30分、56分、10时及11时派出四波攻击，每波攻击的出击架次分别为69架、128架、47架及82架（大凤号及翔鹤号均于早上出击后被潜艇攻击，下午沉没）。
第一波攻击由西面直指美军舰队，于10时被李中将的战列舰雷达发现；23分舰队开始派战机拦截。此时日机离舰队只有72英里（116千米），但却因浪费过多时间重整阵形，令美军战机得以及时爬升拦截。列克星敦号、企业号、埃塞克斯号、邦克山号、科本斯号及普林斯顿号等战机出动拦截，驱逐大半来犯日机；最终日军只有一架轰炸机成功突围，在49分投弹命中南达科他号；这也是整场海战中日军仅有的一次直接命中；而第一波攻击日机只有27架成功返航。此段时间，列克星敦号曾派飞机轰炸关岛机场，但未有发现任何飞机，只好在机场高空巡逻。
日军第二波攻击在11时7分为美军雷达所发现；半小时后埃塞克斯号的F6F率先迎击，而列克星敦号等其他航母的F6F则在稍后加入。正午六架彗星式轰炸机成功突破拦截网，并轻伤邦克山号及胡蜂号。最终美军击落最少70架飞机；而日机只有31架飞机成功返航。
第三波攻击由北面进攻，在下午近1时为美军发现。此次美军战机未能有效拦截，只击落七架飞机；几架轰炸机更突破防守，向埃塞克斯号投弹，但无一命中。此时列克星敦号的一架SBD轰炸机在关岛脱队飞行，发现机场已泊有近30架日机，但轰炸机的穿甲弹无法有效攻击机场。第二分队指挥蒙哥马利随即命邦克山号的飞机前往协助；埃塞克斯号的部分机队亦在稍后加入攻击。
第四波攻击于下午2时由南面进攻，33架往北攻击美舰，另外49架则留在关岛西南海面索敌；此时美军战机正降落补油，拦截再次失效，部分日军轰炸机得以切入美军舰队；稍后日机先后投弹轰炸邦克山号及胡蜂号，仍无一命中。23分埃塞克斯号、科本斯号及大黄蜂号的飞机前往攻击关岛，并追击降落该处的日机，击落30架；成功降落的19架日机亦受重伤，最终只有九架飞机可继续使用。整日战斗，日军损失接近315架飞机，其一面倒之战况，使美军戏称当日战斗为马里亚纳射火鸡大赛。
6月20日，第四分队被派往攻击关岛一带的日军据点，而列克星敦号等另外三支分队，则往西追击日军舰队。下午3时40分，企业号的侦察机发现小泽的舰队。虽然无线电讯号不清，米契尔仍即时命舰队预备派出机队攻击，冒险在入黑后收回飞机。57分，米契尔终于接收到完整的侦察报告，并在4时5分确认日军舰队位置，下令舰队派飞机前往攻击。21分，列克星敦号等航空母舰（除普林斯顿号外）派出216架飞机升空。小泽勉强派出75架飞机迎战，同时抛弃油船，加速撤退，并准许各舰单独机动回避。稍后胡蜂号率先攻击落后的油船，并击沉两艘；列克星敦号的机队误报击沉飞鹰号及隼鹰号，并击伤龙凤号，但实际上龙凤号未有受损，而隼鹰号亦没有沉没；飞鹰号被贝劳森林号及约克城号的机队以鱼雷击沉；企业号尝试攻击长门号及最上号，无一命中；瑞鹤号则先后被企业号、约克城号及圣哈辛托号攻击受损，一度下令弃船，但舰体实际损伤不大，且损管得宜，弃船命令不久后便取消；邦克山号、蒙特利号及卡伯特号的机队略过刚被胡蜂号攻击的油船，继续往西索敌，最终轻伤千代田号及榛名号。海战结束后，日军第一机动舰队只剩下35架飞机可用。
此时美军飞机开始返航，并在晚上8时45分开始降落。米契尔下令军舰开启所有照明，并命驱逐舰向天发射信号弹；而航空母舰则以探射灯引导飞机降落。不过美军飞机此时燃油短缺，争先降落，秩序大乱；部分飞机亦误判驱逐舰灯号为航空母舰，几乎相撞。混乱到近11时终于结束，美军单在降落就损失了80架飞机，而战损只有20架。
20日舰队继续搜索落水的机师，并预备向西追击。凌晨邦克山号及企业号先派夜间侦察机索敌；日出后各舰再派后续侦察机。此时小泽舰队早已远去，已超出美军航母的作战距离，且米契尔仍忙于搜索机师；但斯普鲁恩斯仍希望舰队可追击受创的日军舰只，故命李的战列舰先行前往追击，并临时调邦克山号及胡蜂号掩护战列舰，其他舰只则在稍后跟上。最终美军仍未有发现，加上驱逐舰燃油短缺，舰队在晚上开始撤退，并在22日于海上补油，于23日返回支援塞班岛。稍后列克星敦号的第三分队空袭了帕劳及帕甘岛等地；克拉克的第一分队则再往空袭小笠原群岛，于27日返抵埃尼威托克。7月3日，米契尔亲自带飞机攻击塞班岛；而4日第四分队则返回埃尼威托克。7日列克星敦号亦前往埃尼威托克休整，在9日抵达；同日美军占领塞班岛；第16航空团亦在此时离开列克星敦号，由第19航空团接替。
7月14日，列克星敦号的第三分队离开埃尼威托克，与第四分队前往马里亚纳，轰炸关岛与天宁岛的日军据点，协助美军登陆两地。21日及24日美军分别登陆关岛北部及天宁岛，并于8月10日及2日占据两岛；而列克星敦号则在8月4日北上，攻击硫磺岛，在10日返抵埃尼威托克。

菲律宾

8月24日，列克星敦号离港，前往空袭帕劳，预备支援美军登陆。26日，哈尔西接替斯普鲁恩斯，指挥美军舰队。由于哈尔西为第三舰队司令，故快速航空母舰编队亦更名为第38特遣舰队（TF 38）。此时列克星敦号被编入薛曼（Frederick C. Sherman）少将的第三分队（Task Group 38.3），照旧担任特遣舰队旗舰，同行舰有分队旗舰埃塞克斯号、兰利号及普林斯顿号。薛曼曾在珊瑚海海战时指挥旧列克星敦号。
列克星敦号于9月6日至8日轰炸了帕劳；再于9日至14日往返攻击宿雾外海、中菲律宾与棉兰老岛等地。15日美国海军陆战队登陆帕劳，列克星敦号于当日在外海补油，并巡弋至18日。21日至24日，列克星敦号改为空袭吕宋，摧毁多架战机，并攻击了日军补给舰；而美军则于23日占领无人防守的乌利西环礁（Ulithi Atoll）。25日列克星敦号前往帕劳港补给，于27日抵达；其时美军尚未占领帕劳，舰队仅在日间补给，于晚间出海，以免被日军夜袭。

台湾空战

10月1日，列克星敦号前往乌利西休整；但在两日后，当地受台风吹袭，列克星敦号只好出海避风，在4日再入港下锚。7日列克星敦号离港，于外海与另外三支分队会合，前往空袭冲绳岛。10日舰队大举攻击冲绳，出击架次高达1,396架，重创冲绳港口。此时豊田副武估计美军将空袭台湾，命在台的福留繁预备迎战；此时日军驻台战机约有230架。
一如日军所料，12日美军舰队往南空袭台湾。哈尔西派第一分队空袭台湾南部；第二分队空袭台湾北部；列克星敦号的第三分队空袭台湾中部；第四分队则集中攻击高雄。清晨各舰派战机作第一波攻击；福留繁则派战机拦截，同时派轰炸机攻击美军航母，台湾空战爆发。美军在空战明显占优，第一波攻击后，日军只剩下60架战机可用；第二波攻击后更全被摧毁，没有战机可迎战第三波攻击；福留繁的指挥部亦在空袭后夷为平地。傍晚日军鱼雷机发现美军舰队，陆续展开攻击，但无一成功，更损失42架。美军当日出击数达1,378架次，只损失48架飞机。
13日舰队再次空袭台湾，出击数下降至974架。傍晚美舰队被日军攻击；富兰克林号轻微受损，无人伤亡；而堪培拉号则被鱼雷重创，要由拖船协助离开战场。14日舰队派146架战机及100架轰炸机再次攻击台湾，顺道掩护堪培拉号撤退；陆军航空军则在中国大陆派109架B-29轰炸高雄。当晚日军鱼雷机再次夜袭，休斯敦号被鱼雷重创，一度下令弃船；由于两艘受创巡洋舰离台湾及先岛群岛仅90英里（140千米），哈尔西于15日命三艘巡洋舰及八艘驱逐舰组成拯救小队，协助两舰拖行；又派科本斯号及卡伯特号作空中支援。舰队则缓缓向西南撤走。
15日第四分队往空袭吕宋；日军则于当日及16日再次空袭拯救小队；休斯敦号于16日再被一枚鱼雷击中，入水超过6,300吨，舰长一度决定弃船，但同行驱逐舰决定继续拖行。此时东京电台称美军第三舰队已受重创。哈尔西得悉后，认为日军误判拯救小队为第三舰队，索性顺水推舟，以拯救小队作饵，引诱日军攻击；而埃塞克斯号的第三分队则掩护小队以北，伏击由日本以来的飞机。16日早上，日军命那智号及足柄号等由濑户内海出发，往南追击，却在冲绳外海被邦克山号两架飞机攻击。此时福留繁得悉美军航空母舰未有受损，命巡洋舰队即时撤退。美军埋伏虽然失败，两艘重创军舰仍得而撤走，在27日终于抵达乌利西。
17日列克星敦号往南行驶，以支援美军重夺菲律宾；而小泽治三郎则命舰队阻止美军登陆，并以自身航空母舰为饵，引开美军舰队，由栗田健男的第二舰队到莱特攻击美军登陆部队；稍后因此引发莱特湾海战。美军在20日开始登陆独鲁万市，而麦克阿瑟则在当日下午登上滩头，宣告自己重返菲律宾。

莱特湾海战

10月21日，列克星敦号派战机空袭民都洛的日军机场。23日，美军潜艇发现日军舰队，并击沉爱宕号及摩耶号，重创高雄号。此时海战近在眉睫，但美军未有投入全部航空母舰；第一分队在22日前往乌利西补给，要到24日才调返菲律宾。列克星敦号的第三分队在波利略岛（Polillo Islands）以东巡航；第二分队在圣贝纳迪诺海峡（San Benardino Strait）以东；第四分队则在莱特湾东面海域。
24日早上，美军三支航空母舰分队继续索敌。8时12分，无畏号一架侦察机发现栗田健男的中央舰队，包括大和号及武藏号等舰，正进入锡布延海；仅15分钟后，哈尔西越过米契尔的航母指挥权，命各分队即时派飞机攻击日舰（第二分队最接近日本舰队，第三及第四分队分别在其北面及南面），同时将第一分队调返菲律宾。
此时大西泷治郎派出近60架飞机，由菲律宾飞往空袭第三分队，为埃塞克斯号雷达发现；日机先遭遇埃塞克斯号的飞机拦截，而普林斯顿号的战争紧随其后，日军机团最终溃散。然而，一架日军彗星式轰炸机成功避过攻击，并在厚云下埋伏待机；9时38分，该机从云团飞出，突袭第三分队，并投弹攻击普林斯顿号，使之爆炸焚烧；大火迅即波及舰上汽油，并引爆舱内六架TBF的鱼雷。袭击半小时后（10时10分），普林斯顿号的舰长下令弃船，仅留下灭火队在舰上。此时小泽治三郎从航空母舰派飞机作第二波攻击，于正午12时12分抵达；列克星敦号、埃塞克斯号及兰利号先后派F6F拦截；虽然有六至八架彗星成功突破投弹，不过无一命中。普林斯顿号最终因受损严重，由美军以鱼雷自沉，于傍晚5时50分沉没（讽刺的是，美军首六发鱼雷毫无作用，更有两枚调头，几乎击中发射鱼雷的驱逐舰）。
日军派出第二波攻击之际，列克星敦号及埃塞克斯号于10时50分派少量轰炸机到锡布延海，攻击日军舰队。无畏号及卡伯特号的第二分队，分别于10时26分、12时45分及下午3时50分发动三波攻击；列克星敦号及埃塞克斯号的机队于下午1时30分轰炸日舰；第四分队则于2时15分作最后攻击。当日美军共出动259架次飞机攻击中央舰队，并击沉武藏号，击伤大和号、长门号及妙高号。
栗田的中央舰队在下午撤退，先避开美军攻击，稍后再尝试进入莱特湾。这使西村祥治的南方舰队独自进入莱特湾，并在25日于苏里高海峡遭美军战列舰伏击惨败；而列克星敦号的第三分队忙于救援普林斯顿号及攻击中央舰队，故此未有发现小泽的北方舰队。最终小泽由第四分队的侦察机，于24日下午3时40分及4时40分发现。
24日晚上10时，哈尔西召集北面三支航空母舰分队，以及李驻守于圣贝纳迪诺海峡的战列舰北上，追击北方舰队的日军航空母舰。各分队于11时45分会合，哈尔西则将航空母舰队交由米契尔指挥；而前往乌利西的第一分队则在加速赶回菲律宾。至此小泽的诱敌计划成功，粟田的中央舰队在毫无抵抗下驶入莱特湾。
25日凌晨，美军侦察机发现小泽舰队大约位置；清晨米契尔命列克星敦号先派侦察机前往索敌，并在发现日舰前命航空母舰派飞机升空，以争取时间。7时10分侦察机发现日舰，第三分队已升空的轰炸机率先攻击。小泽虽早在7时便发现美机，但因舰载机折损过多，最终只能派出15架战机防守。为使诱敌成功，小泽命瑞凤号离队吸引美军攻击。8时美军第一波空袭抵达；列克星敦号及埃塞克斯号的鱼雷轰炸机开始攻击瑞凤号，但无一命中；无畏号的轰炸机则先后命中瑞凤号及千岁号，击沉后者；圣哈辛托号（或无畏号）的鱼雷轰炸机亦命中旗舰瑞鹤号，迫使小泽将指挥转移至大淀号；秋月号亦在稍后被击沉。
8时22分，金凯德中将的第七舰队被粟田的中央舰队攻击，以明码向哈尔西求救；但哈尔西未有调动北上的舰队，只命第一分队加紧前往菲律宾；10时尼米兹在珍珠港发电报给哈尔西，询问第三舰队何在，却因解密问题而激怒哈尔西；要到11时15分哈尔西才命第二分队及李的战列舰南下。此时两分队最快要到26日半夜才可抵达圣贝纳迪诺海峡，且分队必须在中途补油方可继续前进，不可能追上粟田舰队；舰队其他航空母舰则继续攻击小泽。美军第二波空袭在9时45分开始，重创千代田号，并击伤其他舰只；下午1时10分美军第三波空袭抵达，列克星敦号集中攻击瑞鹤号、而埃塞克斯号则集中攻击瑞凤号；前者逐渐失速倾侧，而后者中弹后加速逃离；第四分队近两波各40架轰炸机紧随其后，并先后追击瑞凤号，终于将之重创；而瑞鹤号则在2时14分沉没。45分美军第四波攻击抵达；由于伊势号的防空火力密集，且中瀬溯大佐指挥得宜，回避了美军所有攻击，美军仅击沉了重创的瑞凤号。下午5时10分，美军最后一波攻击抵达，再次攻击伊势号；中瀬溯再次回避，使美军34次投弹，均无一命中；富兰克林号发现日向号后亦发动攻击，同样无一命中。此时航空母舰预备撤退，由巡洋舰追击日军舰队；下午千代田号及初月号，分别于4时25分及11时被美军炮火击沉。海战于当日结束。整日美军航空母舰出击数达527架次（201架为战机），但多波空袭仅击沉了三艘航空母舰及一艘驱逐舰。
26日舰队望南前往菲律宾。27日列克星敦号空袭马尼拉湾的日军补给舰队；而埃塞克斯号击沉了藤波号。次日列克星敦号的第三分队与第一分队前往乌利西休整，分别在30日及29日抵达；提康德罗加号于30日加入第三分队；而麦凯恩中将则于同日接替米契尔，指挥快速航空母舰。

莱特岛、吕宋与自杀飞机攻击

11月2日，列克星敦号的第三分队与第一分队离开乌利西，前往莱特，以进一步削弱日军空中力量，并接替受神风特攻队重创的第四分队。次日第三分队被日军潜艇攻击，雷诺号重创，被迫折返乌利西；列克星敦号等未有损伤，继续前往菲律宾，在5日在波利略外海与第二分队会合。
三支分队会合后，分别攻击仁牙因湾、北锡布延海及马尼拉湾三地的日军机场及补给舰只，并击沉了那智号，摧毁地面多架飞机。下午1时30分，四架零式战斗机避过美军拦截，并攻击列克星敦号；三架零式被防空炮击毁，但第四架零式成功由右舷撞入舰岛，造成50死132人受伤，并引发小火。麦凯恩被迫将旗舰转至胡蜂号；而列克星敦号在20分钟后扑灭小火；并继续作战。6日舰队再次空袭三地，在傍晚到外海补油；列克星敦号则转到第二分队，预备返回乌利西休整修理，并由第四分队接替。8日列克星敦号及第二分队前往乌利西，在9日抵达，随即进行修理，直至19日。22日第19航空团启程返国，由企业号的第20航空团接替。
12月1日，列克星敦号的第二分队与第一分队一同离港，前往支援盟军登陆民都洛，但不久哈尔西接到麦克阿瑟的讯息，将登陆延迟到15日，舰队即时返回乌利西；列克星敦号与圣哈辛托号则临时组成第五分队，在乌利西近海训练，在8日才进入乌利西停泊。
12月11日，列克星敦号离开乌利西，前往吕宋。此时舰队再次重编，列克星敦号担任波根指挥的第二分队旗舰，同行舰有汉考克号（任麦凯恩的舰队旗舰）、大黄蜂号及卡伯特号。12日至16日，舰队集中派战机封锁日军机场，保护美军登陆舰免受攻击。日军升空的飞机多被拦截及击落。

哈尔西台风

17日舰队在外海补油，但海面刮起强风，海面波涛汹涌，令舰队作业困难，无法补油。恶劣天气由舰队以东的热带扰动所致；该热带扰动在乌利西以北形成，向西北偏西移动，并快速增强，亦即后来的台风眼镜蛇。由于海浪走向与冬季的东北风一致，哈尔西并未察觉台风迫近。
18日海面风浪加剧，但舰队的天气预报仍然错误，且气压于日出前一直稳定，海面继续吹北风，故哈尔西命舰队再次补油。此时风浪开始使舰只脱队；各舰汇报的天气资料迥异，又造成混乱。上午10时，气压开始急降，风向同时呈逆时针，海面翻起巨浪；胡蜂号的雷达甚至拍到风眼，台风显然就在附近。哈尔西即时命舰队往西南回避；然而脱队及较慢军舰已无法脱离，甚至有驱逐舰通过风眼。最终美军三艘驱逐舰沉没；蒙特利号及科本斯号机库起火，前者更要撤返珍珠港维修；相对之下，列克星敦号等大型舰只损伤轻微，仅入水过多。
傍晚4时，舰队终于驶出风暴。6时天气转为明朗，舰队开始搜救落海官兵。其时哈尔西尚未得悉有驱逐舰沉没，直到次日凌晨方得知三艘驱逐舰失去联络。搜救后舰队撤返乌利西，于24日抵达。28日尼米兹批准舰队在美军登陆仁牙因湾后，进入南海。
12月30日，舰队离开乌利西，并先后于1945年1月3日及4日空袭台湾及吕宋的日军机场，却因天气恶劣，效果不彰。7日舰队集中攻击吕宋，再受恶劣天气阻碍。9日美军开始登陆仁牙因湾，几乎没有遭遇抵抗；而舰队则往北空袭台湾及琉球群岛，但恶劣天气仍旧困扰舰队，无法有效攻击。

南中国海

1月10日，列克星敦号等快速航空母舰穿过巴斯海峡，前往空袭法属印度支那的日军补给。哈尔西认为伊势号、日向号及部分日军战列舰，在莱特湾海战后撤到越南，故先攻击金兰湾。
12日舰队抵达越南外海。凌晨3时30分，第五分队的夜战航空母舰先派飞机侦察。早上6时40分，战列舰及巡洋舰等往炮轰金兰湾的战列舰。到7时30分，第一、二及三分队的航空母舰开始派飞机空袭。整日舰队出击数达1,465架次，部分飞机更沿海岸搜索目标轰炸，攻击范围遍布越南南部。第三分队空袭了归仁及西贡，并击沉了香椎号、两艘护航驱逐舰、九艘满载的运输舰及一艘油船；被日军俘虏的法国巡洋舰拉莫特-皮凯号（La Motte-Piquet）亦在金兰湾被击沉。最终美军共击沉45艘日军军舰及商船，并摧毁多艘油船。由于港内没有日军战列舰，美军的炮舰在早上8时已经撤返。晚间舰队撤往东面补油，并回避台风。海面大浪使舰队到14日才完成补油。
15日上午舰队空袭了高雄及左营港，并击沉了旗风号及松号。低能见度使空袭成效欠佳。下午舰队再次西进，并于16日空袭了香港、广州及海南。恶劣天气及密集防空火炮虽令空袭多有阻滞，但美军仍击沉多艘运输舰。17日东北季候风加强，迫使舰队撤回吕宋西面海域补油，然后再次空袭台湾。
21日早上，舰队开始派飞机攻击台湾各地机场及海港。中午日军的自杀飞机发现美军第三分队，随即展开攻击，先后击伤兰利号及提康德罗加号；第二分队亦遇袭，未有受损；汉考克号于同日因飞机降落意外而爆炸起火，但损毁不大。傍晚提康德罗加号撤返乌利西，而胡蜂号等则往北航行，预备空袭冲绳岛及硫磺岛。
22日，舰队空袭了冲绳，并作详细摄影侦察，搜集情报，以作日后登陆之用。晚上舰队撤走，于26日返抵乌利西休整修理。同日斯普鲁恩斯接替哈尔西指挥美军舰队，编制上改为第五舰队，而快速航空母舰编队亦再次易名，为第58特遣舰队（Task Force 58），由米契尔指挥。

硫磺岛及日本本土

2月10日，第五舰队鱼贯离开乌利西，前往空袭日本本土。列克星敦号编入戴维森（Ralph E. Davison）指挥的第二分队，并担任旗舰，同行舰有汉考克号及圣哈辛托号。舰队先往东北，于12日在天宁岛与陆战队作演习，然后加速往北前进，准备空袭东京。
2月16日，舰队先派五波战机，扫荡东京湾一带的机场。第三分队的战机率先抵达东京上空，又攻击了港口设施；而第二分队虽遭遇近百架日机拦截，但击落近40架。中午米契尔派轰炸机空袭东京大田区等地的工厂；傍晚则派夜间战斗机攻击机场。17日舰队前往硫磺岛，预备支援即将登陆的美军。第四分队于当日攻击了父岛及母岛；第二及第三分队则到硫磺岛以西，将直接支援抢滩的陆战队；其他分队则往南补油。18日列克星敦号等舰再次空袭父岛，然后待命；美军战列舰则连日炮击岸上设施。
2月19日，美国陆战队开始登陆硫磺岛，硫磺岛战役爆发。列克星敦号等主要为舰队及登陆部队防空，偶尔亦轰炸舰炮不可及之日军据点。由于舰载机的凝固汽油弹大多未有爆炸，故效果不佳。日机整日断续侵扰舰队，但多次攻击均告失败。21日两支分队空袭父岛及母岛；而第五分队则加入日间战斗，支援滩头部队。萨拉托加号甫进入执勤海域，即遇袭受创，被迫撤返美国维修，自此未再参与战斗；俾斯麦海号更被自杀飞机击沉，企业号因此要独自担任夜战航空母舰，并连续174小时派出及回收飞机，直至3月2日。23日舰队到外海补给，然后改道北上，再次空袭日本本土。
25日早上，舰队派机队空袭东京，却因天气恶劣，几乎无功而返。下午米契尔中止所有飞行作业，欲改于次日空袭名古屋，然而海面天气进一步恶化，翻起大浪，使舰队无法及时进入攻击范围。26日早上，米契尔取消攻击，命舰队于次日补油，然后攻击冲绳岛；第四分队则在补油后到乌利西休整。3月1日，列克星敦号等空袭冲绳岛，并作详细摄影侦察。当晚舰队撤回乌利西休整，于4日抵达。
此时舰队预备支援冲绳战役，但列克星敦号未再参战，而是预备返国维修。7日列克星敦号搭载13名战俘、114名伤员及660名乘客，并与科本斯号同行，先前往埃尼威托克，在11日抵达，并等待护航母只。13日列克星敦号两舰前往珍珠港，并沿途搜索海面有否美军的救生筏，以备搜救。17日列克星敦号抵达珍珠港，并再搭载多两名军官、九名战俘及138名伤员，在20日前往普吉湾。27日列克星敦号抵达普吉湾，并在4月3日进入干船坞维修。

冲绳岛、神风自杀飞机与日本投降

5月6日，列克星敦号维修完毕，在普吉湾近海试航。22日，列克星敦号前往阿拉米达，在24日抵达，并搭载额外飞机及乘客。27日哈尔西与麦凯恩再次接替斯普鲁恩斯及米契尔，分别指挥美军舰队及快速航空母舰，舰队再次易名为第三舰队。29日列克星敦号前往珍珠港，在6月4日抵达，并卸载各项军资。第94航空团则在此时登舰。13日列克星敦号与汉考克号及科本斯号一同离港，在20日顺道空袭威克岛，于26日抵达莱特湾，会合舰队。美军于22日基本占据了冲绳岛。
7月1日，第三舰队离港出发，往空袭日本本土。列克星敦号编入史伯格（Thomas L. Sprague）少将指挥的第一分队，同行舰有旗舰本宁顿号、汉考克号、贝劳森林号及圣哈辛托号。8日舰队在冲绳外海会合，然后于10日空袭东京。攻击后舰队前往东北，欲于13日攻击本州北部及北海道一带，但因当日天气恶劣延误。
7月14日及15日，天气好转，舰队大举出击，以轰炸B-29攻击距离外的目标；相比冲绳作战，日军的反抗轻微，只有少量飞机有升空作战，且均被击落。舰队空袭了室兰市及函馆等地，击沉橘号，并击伤柳号，且击沉或击伤数十艘运输舰及汽车渡轮，阻止日军运煤南下；而美军及英军战列舰则在同日炮击沿岸的大型工厂。16日舰队到外海补油，并与英国航空母舰（编入美军第37特遣舰队）会合。17至18日，舰队再次空袭东京湾。首日天气欠佳，空袭几乎无效；次日天气稍为好转，舰队随即出击，并集中攻击长门号；最终长门号为约克城号重伤，一度认为已经击沉。空袭后舰队前往日本西南，于21日至22日补油。
7月24日、25日及28日，英美航空母舰舰队前往轰炸濑户内海及吴市，集中攻击日军残存军舰，单在24日舰队的出击数便高达1,747架次，并击沉伊势号、日向号、榛名号、利根号、天城号、青叶号、大淀号、磐手号及出云号；击伤葛城号、龙凤号、海鹰号及北上号。
7月31日舰队出海回避台风，于8月初在海上补给。此时尼米兹截获情报，指日军正于本州以北集结自杀飞机及部队，欲突破美军防线，降落到马里亚纳的B-29基地，命舰队即时前往攻击；正当舰队航行之际，小男孩原子弹于8月6日在广岛上空爆炸。8日舰队本州北部的机场；同日苏联正式向日本宣战。9日美军在长崎上空投下胖子原子弹；而舰队则在9日及10日再次空袭本州，摧毁超过251架轰炸机，击伤另外141架，使日军最后反击破灭。11日舰队到外海补油；此时日本开始考虑投降条款。12日舰队回避台风，再于13日至15日空袭东京。15日中午，裕仁天皇宣布日本投降，舰队即时中止当日的第二波空袭，但继续拦截接近舰队的日机。
8月18日，薛曼临时以列克星敦号为旗舰，在20日转到第四分队；而列克星敦号则在19日开始派飞机侦察内陆，同时搜索战俘营，并空投食品及药物。27日，哈尔西命部分军舰驶入相模湾停泊，但航空母舰仍留在外海执勤。31日薛曼返回列克星敦号。9月1日，列克星敦号编入波根指挥的第三分队。
9月2日，日本代表在密苏里号签署和约，列克星敦号在早上先派飞机送薛曼到密苏里号，然后与其他航空母舰派飞机飞越密苏里号示威。下午薛曼返回指挥分队；而列克星敦号则在5日离队进入东京湾停泊。次日薛曼将旗舰转到新墨西哥号，而列克星敦号则在7日加入波根指挥的第二分队（以本宁顿号为旗舰），继续搜索战俘，于10日返回东京湾休整。
9月15日，列克星敦号再在近海巡航，并在稍后到外海训练。21日汉考克号离队前往东京湾；而列克星敦号则前往塞班岛，在24日抵达，并更换航空团。当日下午列克星敦号前往埃尼威托克，在27日抵达。
10月7日，列克星敦号、本宁顿号及贝劳森林号再次前往东京湾，并在13日抵达横须贺休整，并稍作维修。24日列克星敦号出任史伯格的第二分队旗舰，到外海作严密训练，于28日返回横须贺。
11月5日，列克星敦号与无畏号到近海演习，于9日返回。稍后列克星敦号继续在日本近海活动，到12月1日才搭载陆军官兵及军资，预备返国。12月3日，列克星敦号离开日本，途经珍珠港，在15日返抵阿拉米达。

战后、退役及改建

1946年1月至2月，列克星敦号留在美国西岸训练。3月19日，列克星敦号再次前往珍珠港，在25日抵达，并在稍后作持续训练。5月14日，列克星敦号启程返国，于20日返抵圣地亚哥。稍后列克星敦号先后到旧金山及阿拉米达卸载人员及武装，然后前往普吉湾，在6月1日抵达，并开始停放。
1947年4月23日，列克星敦号退役，并继续在普吉湾封存；1950年6月25日，朝鲜战争爆发，列克星敦号仍旧封存。1952年10月1日，列克星敦号被重编为攻击航母，舷号改为CVA-16，继续封存。
1953年9月1日，列克星敦号进入干船坞，进行SCB-27C现代化改建。改建途中，海军又命列克星敦号顺道作SCB-125改建，增设斜角飞行甲板及封闭舰艏。1955年8月15日，列克星敦号完成改建，在同日重新服役。

太平洋舰队

改建后列克星敦号到近海试航，在1956年1月进入船厂作最后检修。3月列克星敦号改到新母港圣地亚哥，并留在近岸执勤。
5月28日，列克星敦号到西太平洋巡航，并先前往日本。稍后列克星敦号以横须贺为基地，在日本海及中国东海训练演习，并到访多个西太平洋港口，在12月20日返抵母港圣地亚哥。
1957年4月19日，列克星敦号再到西太平洋，并再次以横须贺为中途基地，在6月1日抵达。稍后列克星敦号在日本海及中国东海训练演习，在10月17日返抵圣地亚哥。稍后列克星敦号到普吉湾维修，维修后则留在近岸活动。
1958年7月14日，黎巴嫩危机爆发。列克星敦号虽即时停止近岸训练，并到旧金山搭载航空团，但未有前往中东，而是到西太平洋戒备，于8月7日抵达台湾海峡。23日，金门炮战爆发，列克星敦号开始为中华民国海军提供掩护，协助其补给金门。10月危机开始降温，列克星敦号在稍后返回美国，于12月19日返抵圣地亚哥。
1959年4月26日，列克星敦号再次前往西太平洋。8月老挝内战战事加剧，列克星敦号到南中国海警备，并与英国舰队在海上演习。稍后列克星敦号途经横须贺，在12月2日返抵圣地亚哥，然后到普吉湾再作维修。
鉴于老挝局势不稳，列克星敦号分别于1960年10月29日至1961年6月6日，及1961年11月9日至1962年5月12日，再到西太平洋巡航，于南中国海警备。返国后海军命列克星敦号预备改建为反潜航母，并到大西洋接替安提坦号，训练考核海军飞行员。
1962年7月21日，列克星敦号前往美国东岸。由于改建后舰体无法通过巴拿马运河，列克星敦号绕道合恩角，于9月11日抵达纽约海军造船厂。

训练航母

1962年10月1日，正在改建的列克星敦号被重编为反潜航母，舷号改为CVS-16。同月古巴导弹危机爆发，其时列克星敦号已可出海巡航，但海军并未派列克星敦号前往封锁古巴。危机降温后，列克星敦号前往墨西哥湾，在12月29日抵达彭萨科拉。
此后列克星敦号开始往返彭萨科拉、梅港、圣体市及新奥尔良等地，搭载T-2C、TA-4J、A-6及A-7等训练机，在海上考核训练海军飞行员新兵。由于列克星敦号无须长期在海上执勤，海军准许女兵到列克星敦号服役。这使列克星敦号成为美军第一艘有女兵服役的航空母舰。越战期间，列克星敦号加紧训练海军飞行员，并在1967年10月17日录得第200,000次降落次数。
1969年1月1日，列克星敦号正式重编为训练航母，舷号改为CVT-16；同年6月17日，列克星敦号的飞机降落次数增至250,000次；到1972年5月22日，降落次数已达到300,000次；直到越战结束后，列克星敦号的训练频率才开始减低。1975年，列克星敦号参与拍摄电影中途岛海战，扮演日军及美军双方的航空母舰。1978年7月1日，列克星敦号重编为辅助训练航母，舷号改为AVT-16（与飞机运输舰的舷号重复），继续留在墨西哥湾，并偶尔到船厂维修，由其他航空母舰接替训练。
虽然列克星敦号无法起降F-4、F-14、F-18及EA-6B等海军新式飞机，但仍留在海军服役，直到1980年代末。1987年，列克星敦号参与电视剧战争与回忆的拍摄，扮演企业号。1989年10月29日，列克星敦号的一架T-2在降落时失控，右机翼撞向舰岛，造成五死15人伤，并引发小火。火灾在15分钟内扑灭，而列克星敦号受损轻微。