Z początkiem II wojny światowej zniesiono ograniczenia w budowie ciężkich krążowników. Nowy okręt został oparty na USS Wichita, ale zdecydowano się na poważniejszą zmianę konstrukcji, wzmacniając uzbrojenie przeciwlotnicze. USS Baltimore brał udział we wsparciu ogniowym i misjach osłaniających takie operacje, jak inwazja na Kwajalein, rajd na Truk, zajęcie Eniwetok oraz ataki na wyspy Mariana i Palau. Walczył w bitwie na Morzu Filipińskim i uczestniczył w inwazji na Okinawę i Iwo Jimę.