W okresie przedwojennym USS Indianapolis spędzał czas na ćwiczeniach i trzykrotnie został wykorzystany jako "jacht prezydencki", goszcząc na pokładzie F. D. Roosevelta, między innymi w trakcie jego wizyty w Ameryce Południowej. Po wybuchu wojny działał początkowo w rejonie Nowej Gwinei, potem Aleutów, zaś w kolejnych latach był obecny podczas większości ważnych akcji US Navy na Pacyfiku, co obejmuje między innymi Tarawę, Zachodnie Karoliny, Saipan, Palau, Iwo Jimę i Okinawę. Podczas tej ostatniej kampanii odniósł uszkodzenia w części rufowej na skutek japońskiego ataku samobójczego, przez co został skierowany do Stanów na konieczną naprawę w Mare Island Naval Shipyard.

Z Tinianu USS Indianapolis skierował się na Guam, gdzie dokonano rutynowej wymiany części załogi. 28 lipca wyszedł stamtąd kursem na Leyte, gdzie planowano odbycie cyklu szkoleniowego przed dalszym przejściem okrętu w rejon Okinawy. Tam miał dołączyć do TF 95, dowodzonej przez admirała Olendorfera. Ten rejs krążownik też odbywał samotnie. 30 lipca, kwadrans po północy, został storpedowany przez japoński okręt podwodny I-58. Pierwsza torpeda trafiła w część dziobową przed wieżą nr 1, druga w śródokręcie. Agonia okrętu trwała tylko dwanaście minut, po czym przewrócił się do góry stępką i zatonął dziobem. Wraz z krążownikiem zginęło około 300 osób (z załogi liczącej w tym rejsie 1195 ludzi), ocaleni pozostali w wodzie z niewieloma kamizelkami ratunkowymi i nielicznymi tratwami. To, co działo się z nimi później, stało się rychło jedną z szerzej spopularyzowanych opowieści wojennych, które przeniknęły z czasem do kultury masowej (między innymi dzięki filmowi Szczęki, chociaż istnieją też dwa filmy fabularne poświęcone temu zdarzeniu, zrealizowane w latach 1991 oraz 2016). Szereg zbiegów okoliczności i błędów różnych służb US Navy sprawił, że rozbitkowie zostali zauważeni dopiero trzy i pół dnia później, i to z powietrza, podczas rutynowego patrolu, zatem dotarcie jednostek nawodnych, nawet przy natychmiast zarządzonej mobilizacji sił, musiało jeszcze chwilę potrwać.

Ostatecznie walkę z odwodnieniem, zmęczeniem, ranami, halucynacjami, zatruciem solą, porażeniem słonecznym oraz ściągającymi coraz liczniej rekinami przetrwało tylko 316 ludzi, co czyni z zatonięcia USS Indianapolis największą kiedykolwiek tragedię US Navy, związaną z utratą pojedynczego okrętu. Dowódca krążownika, jako jedyny w historii US Navy, został nawet później postawiony przed sądem i oskarżony o fatalne w skutkach zaniedbania (głównie zaś o to, że nie nakazał zygzakowania). W listopadzie 1945 roku uznano go winnymi (chociaż jego dowódca, admiral Nimitz miał na ten temat inne zdanie; wielu też uważało, że trudno było mówić tutaj o czyjejkolwiek winie i miało proces za wysoce kontrowersyjny), niemniej powtórne dochodzenie pod koniec stulecia poskutkowało w 2001 roku oczyszczeniem kapitana McVaya z zarzutów (chociaż godzi się wspomnieć, że znacznie wcześniej, w 1968 roku, popełnił on samobójstwo).

Rufowa wieża artylerii głównej USS Indianapolis. Picture: Nevigea Ltd. RV Petrel

Pierwsze poszukiwania wraku USS Indianapolis przeprowadzono w lipcu i sierpniu 2001 roku. Powtórna próba miała miejsce w 2005 roku, między innymi z inicjatywy National Geographic, jednak też zakończyła się jednak niepowodzeniem. Podczas badania dna z użyciem kamer i zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych natrafiono na znanej z oficjalnych raportów pozycji zatonięcia, niemal dokładnie w połowie założonej drogi, tylko na płaty blach o nieustalonym pochodzeniu, których nijak nie dało się pokojarzyć z krążownikiem. Przełomowe okazały się dopiero badania prowadzone przez Richarda Hulvera, historyka z Naval History and Heritage Command, któremu dzięki studiowaniu archiwów udało się skorygować niektóre dane.

Jak się okazało, oficjalna pozycja różniła się od rzeczywistej o jakieś 40 kilometrów, co zostało wyliczone w 2016 roku dzięki odnalezionemu w archiwach meldunkowi innej jednostki, którą USS Indianapolis minął 11 godzin przed swoim zatonięciem. Zrodziło to ponownie nadzieję na odszukanie wraku i National Geographic miało zamiar zająć się tym w połowie 2017 roku, zostało jednak wyprzedzone przez ekipę Paula Allena, działającą z pokładu RV Petrel. Trafiła ona na ślad krążownika 18 sierpnia 2017 roku, rychło dokonując pełnej inwentaryzacji znajdującego się na głębokości 5500 metrów pola szczątków. Obszerny materiał na ten temat został opublikowany we wrześniu tego samego roku.

Sonarowy widok głównej części wraku USS Indianapolis
Picture: Nevigea Ltd. RV Petrel

Układ pola szczątków wraku USS Indianapolis
Na podstawie sonogramu opublikowanego przez Nevigea Ltd.

Jak wynika z raportu, nadwyrężony uderzeniem torpedy dziób oderwał się jeszcze na powierzchni i opadł na dno w odległości 2400 metrów od kadłuba, który spoczywa na równej stępce pośrodku krateru uderzeniowego. Osobno odnaleziono także dwie dziobowe wieże artylerii głównej, które wypadły z barbet, rufowa pozostała jednak na miejscu, pośrodku zapadłego pokładu. Podobnie jak cała rufa nosi on wyraźnie ślady uszkodzeń implozyjnych (rufa została wciągnięta pod wodę z większością pomieszczeń jeszcze niezalanych). Kilkaset metrów na północ od kadłuba odnaleziono także szczątki samolotu z katapulty. Cały wrak jest zachowany w idealnym wręcz stanie, pominąwszy oczywiście uszkodzenia spowodowane storpedowaniem i samym zatonięciem. Dzięki dużej głębokości, na której zawartość tlenu w wodzie jest bardzo niska, nawet farba na kadłubie (czy częściach samolotu) wygląda niemal tak samo, jak w 1945 roku. Odnalezienie szczątków okrętu odbiło się szerokim echem, zwłaszcza w USA, ale zapewne i nic w tym dziwnego. Niewiele jest okrętów, które w tak znaczącym stopniu stały się symbolami trwającymi w powszechnej pamięci.