Pierwszy wszedł do służby w 1937 roku USS Yorktown, nieco po nim USS Enterprise. Mimo pewnych wad i niekoniecznie udanych rozwiązań (jak trzecia katapulta na pokładzie hangarowym) wydawały się spełniać pokładane w nich oczekiwania. Wielkość czyniła je jednostkami uniwersalnymi, były w stanie obsługiwać spore grupy lotnicze, były ogólnie nowoczesne i zdawały się wytyczać kierunek rozwoju tej klasy okrętów. I faktycznie - późniejszy o kilka lat i znacznie większy typ Essex był zasadniczo na nich właśnie wzorowany.

Pomniejszona wersja Yorktownów, czyli USS Wasp, okazał się niezbyt udany. Przewidziany jako kolejny lotniskowiec uderzeniowy nie mógł przez skromne rozmiary w należyty sposób wywiązywać się ze wszystkich przynależnych mu zadań. Co gorsza, dla zwiększenia liczby samolotów pokładowych znacznie ograniczono jego uzbrojenie, opancerzenie i ochronę podwodnej części kadłuba (co ostatecznie w przykry sposób się zemściło). Powstał wszakże niejako z konieczności, dla wykorzystania określonego w Londynie limitu tonażowego pozostałego USA w tej klasie okrętów. Gdy w 1937 roku zmienająca się sytuacja międzynarodowa pozwoliła Stanom powołać się na "klauzulę eskalacji", otworzyło to możliwość budowy o wiele lepszych jednostek, już bez zwracania przy tym uwagi na jakiekolwiek limity.

W pierwszym okresie wojny wszystkie trzy Yorktowny odegrały wielką rolę w zmaganiach. USS Yorktown w bitwie na Morzu Koralowym i pod Midway (gdzie został zatopiony), USS Hornet w rajdzie na Tokio, pod Midway i koło Santa Cruz (gdzie zakończył drogę). Tylko USS Enterprise dotrwał mimo wielu uszkodzeń do końca wojny, uzyskując w jej trakcie najwięcej odznaczeń ze wszystkich okrętów US Navy.

USS Hornet wszedł do służby na półtora miesiąca przed włączeniem się Stanów Zjednoczonych do II wojny, ale w chwili ataku na Pearl Harbor nie osiągnął jeszcze gotowości bojowej. Przewidziany pierwotnie dla Floty Atlantyckiej, został jednak z początkiem marca 1942 roku skierowany przez Kanał Panamski na Pacyfik, co miało związek z pierwszym przydzielonym mu zadaniem. Chodziło o prestiżowe bombardowanie Tokio i innych japońskich miast z wykorzystaniem lądowych dwusilnikowych bombowców B-25, które miały wystartować z pokładu lotniskowca 740 kilometrów od brzegów Japonii i lądować następnie w Chinach (żadna maszyna US Navy nie dysponowała wówczas potrzebnym do tego zasięgiem). I tym lotniskowcem był właśnie USS Hornet, który przećwiczył temat już w lutym, gdy podczas krótkiego rejsu z bazy Norfolk dwa B-25 wzniosły się z jego pokładu. Było to swoiste szaleństwo, wszakże z metodą - jakkolwiek podobne bombardowanie nijak nie mogło samo w sobie zaboleć przeciwnika, jako cios zadany dumie cesarstwa było nie do przecenienia. Odpowiedziano w ten sposób na Pearl Harbor i to bardziej w japońskim duchu, niż amerykańskim.

Zespół powrócił do Pearl Harbor miesiąc przed japońską próbą inwazji na Midway, nie zdążając już jednak na bitwę na Morzu Koralowym. 27 maja przybył do Pearl także uszkodzony w tej bitwie USS Yorktown i to był ten jeden jedyny raz, gdy wszystkie trzy Yorktowny miały okazję się spotkać i działać razem w walce, która zakończyła się dotkliwą klęską Połączonej Floty (z utratą czterech lotniskowców włącznie). US Navy straciła w niej przede wszystkim Yorktowna i jeden niszczyciel.

Jakiś czas po Midway, 17 sierpnia, USS Hornet został skierowany w rejon Wysp Salomona, które stawały się właśnie najważniejszym punktem walk na Pacyfiku - to tam ostatecznie, a nie pod Midway, doszło do naprawdę decydujących walk, które złamały potęgę japońskiego lotnictwa morskiego i mocno nadszarpnęły przewagę Połączonej Floty. Niemniej w ciągu kilku następnych miesięcy to Amerykanie ponieśli ciężkie straty: jeszcze w sierpniu uszkodzone USS Saratoga i USS Enterprise musiały zostać wycofane dla remontu, zaś w połowie września zatonął storpedowany USS Wasp, co uczyniło Horneta jedynym lotniskowcem US Navy na obszarze Południowego Pacyfiku. Gdy Enterprise powrócił 24 października, stało się to praktycznie w przeddzień japońskiego wszechstronnego ataku na garnizon broniący wyspy Guadalcanal. Połączona Flota nadciągnęła trzema zespołami, w których były łącznie cztery lotniskowce. Spotkanie obu sił 26 października nazwano później bitwą koło wysp Santa Cruz, które znajdują się kilkaset kilometrów na północny wschód od Guadalcanalu. Najpierw samoloty z Enterprise trafiły lotniskowiec Zuiho, zaś maszyny Horneta uszkodziły ciężko Shokaku. Sam Hornet otrzymał w tej fazie bitwy trzy trafienia bombami i dwa torpedami, zaś dodatkowo jeden bombowiec nurkujący Aichi S3A (w kodzie aliantów Val) roztrzaskał się na jego wysepce. Były to poważne uszkodzenia, które unieruchomiły okręt - i wtedy jeszcze jeden Aichi rozbił się na dziobowej części lotniskowca.

Mimo to załoga nie poddawała się. Pracowała ciężko, aby naprawić uszkodzenia i uruchomić ponownie maszyny, zaś ciężki krążownik USS Northampton wziął lotniskowiec na hol, próbując odciągnąć go z prędkością 5 węzłów z rejonu walk. I może nawet udałoby się w ten sposób ocalić okręt, gdyby nie atak absolutnie ostatnich rezerw japońskiego dowódcy: dziewięciu maszyn torpedowych Nakajima B5N (Kate), z których jedna zdołała ulokować torpedę w prawej burcie lotniskowca, niemal dokładnie w miejscu jednego z wcześniejszych trafień. To było już za wiele. Wobec zbliżania się japońskiego zespołu nawodnego zdecydowano o opuszczeniu okrętu przez załogę i jego samozatopieniu, co wszakże nie do końca się udało - pomimo odpalenia doń dziewięciu torped (z których część nie wybuchła) i wystrzelenia przez niszczyciele ponad 400 pocisków kalibru 130 mm przechylony mocno na prawą burtę okręt nie tonął. Cios łaski zadały mu dopiero dwa japońskie niszczyciele z pomocą dwóch torped 610 mm (czyli "długich lanc"). Płonący Hornet zatonął niemal na równej stępce półtorej godziny po północy, spędziwszy tylko rok i sześć dni w służbie pod banderą US Navy.