艾塞克斯級航空母艦

二戰時期

1941年，艾塞克斯級開始陸續興建。CV-9至CV-15在紐波特紐斯造船廠建造；CV-16至CV-19則在波士頓以東、伯利恆鋼鐵的霍河造船廠建造。12月7日，日軍偷襲珍珠港，美國於15日對日宣戰，艾塞克斯級的建造速度隨即加快，並可優先使用海軍建艦原料。15日國會再批出兩艘艾塞克斯級：CV-20及CV-21的建造合約，分別於紐約布魯克林造船廠及紐波特紐斯建造。
稍後美軍在珊瑚海海戰、中途島海戰、瓜達康納爾島戰役及聖克魯斯群島戰役損失了列星頓號、約克鎮號、胡蜂號及大黃蜂號，令太平洋艦隊只剩下薩拉托加號及企業號可作戰。其時艾塞克斯號仍未建造完成，美軍決定將克里夫蘭級輕巡洋艦改裝為輕型航空母艦，用去CV-22至CV-30的艦身編號。而損失的航艦艦名，悉數由建造中的艾塞克斯級繼承，包括約克鎮號（原名好人理查）、大黃蜂號（原名奇爾沙治）、列星頓號（原名卡伯特）及胡蜂號（原名奧里斯卡尼）。
1942年8月7日，海軍再批出十艘艾塞克斯級建造合約：CV-31、CV-32、CV-33、CV-34及CV-35在布魯克林建造；CV-36及CV-37在費城造船廠建造；CV-38、CV-39及CV-40則在諾福克造船廠建造。由於布魯克林船廠過於擁擠，CV-32最後改於紐波特紐斯建造。
1943年上半葉，首艦艾塞克斯號、約克鎮號、列星頓號及碉堡山號先後服役，並參與1943年下半葉戰鬥。同年6月14日，海軍批出CV-45、CV-46及CV-47三艘艾塞克斯級建造合約，分別於費城、紐波特紐斯及霍河建造。 CV-41、CV-42、CV-43及CV-44則編入新式中途島級航空母艦。稍後艾塞克斯級幾乎參與所有大型戰鬥，見諸瓜達康納爾島、塔拉瓦、布干維爾島、菲律賓海、雷伊泰灣、硫磺島、沖繩島及吳市等戰役。
正當艾塞克斯級陸續服役，美軍亦開始從幾方面入手，改善艾塞克斯級的設計。
首先是撤除機庫彈射器，將之改置於艦艏左弦飛行甲板。起初機庫彈射器是用作彈射偵察機，而不影響甲板飛行作業。由於早期雷達技術較差，美軍只能依賴偵察機搜索敵艦（如聖克魯斯群島戰役）。但到1944年，雷達技術改善，甚至飛機亦可自攜雷達，令機庫彈射器的使用率一直偏低；反而甲板彈射器卻不敷應用。僅約克鎮號、大黃蜂號、富蘭克林號、提康德羅加號、碉堡山號及胡蜂號六艘艾塞克斯級有安裝機庫彈射器；艾塞克斯號及列星頓號建成時均沒有彈射器。各艦在戰時不同時間回港改裝。
第二是增設新式雷達。起初艾塞克斯級基本採用約克鎮級雷達，裝上一個SK及SC-2長程對空雷達，再加兩個SG水平搜索雷達，及兩個YE追蹤雷達。然而雷達未能有效測量高度，令戰機難以掌握來犯敵機高度及動向。早前列星頓號及大黃蜂號便因此於珊瑚海及聖克魯斯群島被擊沉。故服役時艾塞克斯級亦有升級雷達配置。一般而言，各艦先後將SK雷達升級至SK-2，強化搜索；列星頓號則在1943年5月安裝了將在鵝卵石行動大放異彩的陸軍SCR-584雷達。由於功效顯著，海軍版本雷達於9月及10月分別裝上碉堡山號及企業號，更名為SM。然而雷達仍有死角，未必能準確預測遠距敵機。1944年，美軍艦隊開始接近日本本土，陸地進一步削弱雷達的遠距探測力，再加上神風特攻隊日益猖獗，提康德羅加號、漢考克號及好人理查號均裝上了夜戰型F6F的AN/APS-6A雷達，並將之垂直置放，以填補雷達死角。
1945年初，海軍再批出六艘艾塞克斯級建造合約，CV-50在霍河建造；CV-51、CV-52在布魯克林建造；CV-53在費城建造；CV-54、CV-55則在諾福克建造。其時戰爭已近尾聲，美軍亦有充足艾塞克斯級服役，六艦在3月22日取消建造。

長艦體艾塞克斯級

二戰中段，美軍亦打算強化艾塞克斯級的防空火力。礙於艦體空間有限，海軍修改艾塞克斯級設計，包括重新布置甲板及艦島，建造剪型艦艏（Clipper bow），同時將862呎長的飛行甲板前後切割，一共縮短18呎，以騰出空間設置四聯裝40毫米高射炮。
1943年中，海軍命建造中的提康德羅加號、蘭道夫號、漢考克號、班寧頓號、拳師號、安提頓號、普林斯頓號、香格里拉號及尚普蘭湖號改用新設計，而後續建造的艾塞克斯級亦採同樣設計。由於剪型艦艏令艦體整體長度增至888呎，這批艾塞克斯級亦被稱為長艦體艾塞克斯級（Long hull Essex），或以首艦命名為提康德羅加級航空母艦。
只有提康德羅加號及漢考克號在建成時縮短了飛行甲板。雖然艦艏艦艉的四聯裝40毫米高射炮可更有效射擊，但飛機起降卻受影響，最終兩艦復建飛行甲板，其他艦隻亦沒有切割飛行甲板。
最終不論短艦體還是長艦體艾塞克斯級，均強化了防空火力。所有艾塞克斯級將單挺的20毫米機炮改成雙聯裝，並混有少量陸軍白朗寧M2重機槍；部分艾塞克斯級在右弦興建五座炮座、左弦則興建三座，以放置四聯裝40毫米高射炮。1943年夏，艾塞克斯級普遍搭載12門四聯裝40毫米高射炮，及28挺雙聯裝20毫米機炮。戰後額外的防空炮多被拆除。

戰後

1945年8月15日，日本投降，二戰結束。三日前海軍停止建造復仇號及硫磺島號，而其他艾塞克斯級則繼續建造。雷伊泰號、奧里斯卡尼號 、福治谷號及菲律賓海號均在戰後下水。當中奧里斯卡尼號下水時並未完成建造，要待近五年後才正式服役。
戰爭結束後，軍隊規模隨即縮減。同時，海軍被批評在核武之下顯得毫無價值，與空軍的軍種競爭中亦居下風，經費開始不足。首任國防部長、曾任海軍部長的福萊斯特，就在1946年主導了針對海軍的十字路行動核試，試圖證明海軍在核武前並非不堪一擊。1949年福萊斯特被杜魯門解職後，新任國防部長路易斯·詹森直指未來美國可以廢除海軍及海軍陸戰隊，戰爭只須交由空軍的長程轟炸機投下核武，進一步削減海軍經費。事件最終引發海軍上將起義（Revolt of the Admirals），結果海軍失利，美國號的建艦計畫泡湯。
如此環境下，多數艾塞克斯級在1947年前後退役，在後備艦隊停放。到1950年初，留在現役的五艘艾塞克斯級均為新建軍艦，包括拳師號、雷伊泰號、奇爾沙治號、福治谷號及菲律賓海號。安提頓號、普林斯頓號、尚普蘭湖號及塔拉瓦號等新艦曾在戰後短暫服役，至1950年初均已退役。
雖然經費減少，海軍仍計劃改建艾塞克斯級，以起降F9F及F2H噴射機，並再改良艦體。這些改建亦即後來的SCB-27及SCB-125改建。

韓戰

1950年6月25日，韓戰爆發。其時艾塞克斯級泰半在後備艦隊，或正在改建，或繼續封存。現役的艾塞克斯級，只有福治谷號在西太平洋巡航；拳師號及菲律賓海號在美國西海岸；雷伊泰號正在地中海巡航；奇爾沙治號則剛進入船廠改建。護航航空母艦巴東海峽號是另一艘在西太平洋的航空母艦，而西西里號及輕型航艦巴丹號則在西海岸。拜羅科號則剛好於兩個月前退役。
由於航艦短缺，海軍延長福治谷號及趕赴前線的菲律賓海號的執勤時間，取消例行船廠維修；拳師號先運送空軍戰機到日本，再返國搭載航空團，於9月開始戰鬥；雷伊泰號在9月由大西洋艦隊臨時調到太平洋艦隊，經地中海及印度洋，於10月趕抵前線；普林斯頓號則在8月重新服役，在11月開始參戰；安提頓號與好人理查號則在1951年重新服役參戰，返國後方開始改建。
部分完成SCB-27A改建的艾塞克斯級，於1951年起亦參與韓戰。這批軍艦有艾塞克斯號、奇爾沙治號、奧里斯卡尼號及尚普蘭湖號。約克鎮號在1953年初完成改建，但在前往西太平洋前，韓戰結束，故未有參與任何戰鬥。
韓戰期間，艾塞克斯級參與多場戰役，包括仁川登陸、長津湖戰役等等。機隊主要為F4U、A-1、F9F及F2H。各艦均有一至數架HO3S-1直升機。

兩棲突擊艦

除改為反潛航艦外，部分艾塞克斯級亦改編為兩棲突擊艦。兩棲突擊艦主要任務為搭載陸戰隊，以直升機登陸作戰。早於1957年，時為反潛航艦的福治谷號就曾作兩棲作戰演習；1958年福治谷號、塔拉瓦號與福萊斯特號又進行另一次兩棲作戰演習。其時海軍正為兩棲作戰設計專門的硫磺島級兩棲突擊艦，故先將三艘艾塞克斯級改為兩棲突擊艦，以作過渡艦隻。1959年，拳師號及普林斯頓號率先改編，福治谷號則在1961年改編。三艦均未曾作SCB-27或SCB-125改建。海軍原計畫將尚普蘭湖號改為兩棲突擊艦，最後因故放棄。
三艘兩棲突擊艦均拆除大量防空炮，同時拆除四個鍋爐，以騰出空間搭載直升機，航速因而下降至25節。普林斯頓號及福治谷號分別參與了越戰，拳師號則曾派兵到多明尼加。服役晚期，三艦均參與FRAM II現代化改建，延長服役壽命，最終於1969年至1970年間先後退役。

訓練艦及飛機運輸艦

兩艘艾塞克斯級曾改裝為訓練艦，專責訓練機師。安提頓號率先在1957年擔任訓練艦，但艦身編號未有更改，故正式上仍為反潛航艦。1962年列星頓號接替安提頓號，繼續訓練機師。1969年，列星頓號艦身編號改為CVT-16，正式成為訓練航艦。雖然列星頓號無法起降新式的F-14及後來的F-18，列星頓號繼續訓練機師，直至1991年被福萊斯特號接替為止。
五艘艾塞克斯級曾被編入飛機運輸艦（AVT），包括富蘭克林號、碉堡山號、雷伊泰號、塔拉瓦號及菲律賓海號。但實際上五艦在改編前已經退役，並繼續留在後備艦隊待命，未有再作巡航，最終悉數出售拆解。

退役及現況

二戰以後，不少艾塞克斯級成為多餘軍艦，相繼在1950年代前退役停放。韓戰爆發後，大部分艾塞克斯級重返現役，只有富蘭克林號及碉堡山號繼續停放。1950年代末，新式航空母艦福萊斯特級開始服役，小鷹級亦於1960年代服役，艾塞克斯級的配置已然殘舊，陸續退役。
未曾改建的艾塞克斯級先被淘汰。菲律賓海號在1958年退役，次年雷伊泰號亦退役；1960年代，安提頓號、尚普蘭湖號、塔拉瓦號三艘未改建或SCB-27A艦退役；1969年，蘭道夫號、艾塞克斯號兩艘SCB-125艦亦開始退役；三艘兩棲突擊艦：拳師號、普林斯頓號及福治谷號於1969及1970年退役；同於1970年退役的尚有班寧頓號、奇爾沙治號、約克鎮號及大黃蜂號；好人理查號完成越戰巡航後，與香格里拉號於1971年退役；胡蜂號、提康德羅加號及無畏號則先後於1972年、1973年及1974年退役。漢考克號與奧里斯卡尼號一直擔任攻擊航艦，直到1976年退役。最後一艘退役的艾塞克斯級是列星頓號，她由1962年開始一直擔任訓練艦，直至1991年方才退役。
大半退役艾塞克斯級均在1970年代出售拆解，只有五艦分別在1966年（富蘭克林號）、1968年（塔拉瓦號）、1988年（香格里拉號）、1992年（好人理查號）及1994年（班寧頓號）拆解。雷根政府當政時，曾建議復修好人理查號及奧里斯卡尼號，投入現役，但因成本過高而被國會否決。奧里斯卡尼號最終在2006年被海軍鑿沉作人工魚礁。
四艘艾塞克斯級在民間籌集到足夠捐款，未有拆解，改為博物館艦。約克鎮號於1975年起在南卡羅來納州快意山（Mount Pleasant）的愛國者地（Patriot’s Point）對外開放；無畏號則在1982年於紐約開放；列星頓號則在1992年於德克薩斯州聖體市開放；最後大黃蜂號在1998年於阿拉米達開放。