Cả tám chiếc trong lớp đều đã phục vụ trong Thế Chiến II, và sáu chiếc đã sống sót qua cuộc chiến. Chiếc dẫn đầu của lớp, Atlanta, được đặt lườn ngày 22 tháng 4 năm 1940 và hạ thủy vào ngày 6 tháng 9 năm 1941. Nó được đưa vào hoạt động tại Xưởng hải quân New York ngày 24 tháng 12 năm 1941, chỉ vài tuần sau khi Nhật Bản tấn công Trân Châu Cảng ngày 7 tháng 12. Atlanta tham gia như một tàu tuần dương phòng không trong chiến thắng mang tính quyết định của Mỹ trong trận Midway vào tháng 6 năm 1942 trước khi được gửi xuống phía Nam chiến đấu tại quần đảo Solomon. Nó bị ngư lôi và hải pháo từ lực lượng tàu nổi Nhật Bản đánh chìm vào ngày 13 tháng 11 năm 1942 trong trận Hải chiến Guadalcanal. Juneau cũng bị hư hại nặng do tác chiến mặt biển trong cùng trận đánh, rồi bị tàu ngầm Nhật Bản I-26 đánh chìm vào ngày 13 tháng 11 năm 1942. Reno trúng ngư lôi ngoài khơi đảo Leyte vào ngày 4 tháng 11 năm 1944 gây một đám cháy lớn và ngập nước đáng kể, nhưng những nỗ lực kiểm soát hư hỏng của thủy thủ đoàn đã cứu nó không bị chìm.[4]

Sau chiến tranh, sáu chiếc còn sống sót trong lớp được lần lượt cho ngừng hoạt động từ năm 1947 đến năm 1949 và đưa về hạm đội dự bị. Chúng được tái xếp lớp với một ký hiệu lườn mới CLAA (tàu tuần dương hạng nhẹ phòng không) vào năm 1949. Không có chiếc nào được đưa ra hoạt động thường trực trở lại; và cho đến những năm 1970 tất cả đều rút khỏi đăng bạ và bị tháo dỡ.[7][8][9][10][11][12]