Không có chiếc nào trong lớp Midway tham gia Chiến tranh Triều Tiên, chúng chủ yếu được bố trí tại Đại Tây Dương và Địa Trung Hải. Trong những năm 1950, cả ba chiếc trong lớp đều trải qua chương trình hiện đại hóa SCB-110, bổ sung thêm một sàn đáp chéo góc, máy phóng thủy lực, hệ thống gương hỗ trợ hạ cánh và các cải tiến khác giúp cho chúng có thể hoạt động cùng thế hệ máy bay phản lực mới lớn và nặng nề.

Cả ba chiếc trong lớp Midway đều từng được bố trí để tham gia Chiến tranh Việt Nam. Coral Sea được bố trí đến vịnh Bắc Bộ sáu lần, Midway được bố trí ba lần và Franklin D. Roosevelt một lần trước khi quay trở lại khu vực Địa Trung Hải.

Vào cuối những năm 1960, Midway trải qua một chương trình tái cấu trúc và hiện đại hóa vốn rất tốn kém và bị tranh cãi đến mức chúng không được lặp lại trên các con tàu khác. Trong những năm 1970, Franklin D. Roosevelt và Coral Sea bắt đầu biểu hiện sự già cỗi. Chúng giữ lại những chiếc máy bay tiêm kích F-4 Phantom II trong các liên đội không quân vì quá nhỏ không thể sử dụng những chiếc máy bay tiêm kích bảo vệ hạm đội mới F-14 Tomcat hoặc máy bay phản lực S-3 Viking chống tàu ngầm. Vào năm 1977, Franklin D. Roosevelt được cho ngừng hoạt động. Trong đợt bố trí cuối cùng, Roosevelt nhận lên tàu những chiếc AV-8 Harrier để trắc nghiệm khái niệm bao gồm những chiếc máy bay cất cánh thẳng đứng VSTOL trong liên đội máy bay của tàu sân bay.

Coral Sea được cứu khỏi số phận cho ngừng hoạt động sắp đến nơi do việc Ronald Reagan được bầu làm Tổng thống vào năm 1980. Đề nghị của Reagan về một kế hoạch Hải quân 600 tàu chiến mang sức sống mới cho các con tàu còn lại. Coral Sea được trải qua các đợt tái trang bị rộng rãi nhằm khắc phục tình trạng kém của con tàu. Khi những chiếc máy bay tiêm kích mới F/A-18 Hornet được đưa ra hoạt động vào giữa những năm 1980, Hải quân Mỹ nhanh chóng bố trí chúng trên Midway và Coral Sea nhằm thay thế những chiếc F-4 già cỗi. Một đợt tái trang bị cho Midway vào năm 1986 trang bị các bầu hai bên thân tàu nhằm mở rộng thêm khoảng trống. Trong khi mục tiêu này đạt được, chúng lại đưa đến tình trạng lật nghiêng nhanh nguy hiểm ngăn trở Midway không thể hoạt động không quân khi biển động. Do đó các bầu hai bên này không được lặp lại trên Coral Sea.

Thời đại của Reagan không thể kéo dài vĩnh viễn. Vào năm 1990, sau khi Liên Xô sụp đổ, Coral Sea vốn được đặt cho biệt danh "Ageless Warrior" (chiến binh không già cỗi), được cho ngừng hoạt động. Midway còn một cuộc chiến cuối cùng để tham gia, khi nó là một trong số sáu tàu sân bay được Mỹ bố trí chống lại Iraq trong cuộc Chiến tranh vùng vịnh. Vài tháng sau khi chiến tranh kết thúc, chiếc cuối cùng của lớp ngừng hoạt động cùng Hải quân Mỹ.

Coral Sea được tháo dỡ một cách chậm chạp tại Baltimore vì những vấn đề về pháp lý và môi trường liên tục trì hoãn số phận của nó. Nó có thể là chiếc tàu chiến lớn cuối cùng được tháo dỡ tại Bắc Mỹ. Những chiếc tàu sân bay khác như America và Oriskany đã được đánh chìm một cách có chủ đích để tạo thành các dãy san hô nhân tạo, và đây có thể sẽ là số phận của những con tàu tiếp theo. Midway trải qua 5 năm trong "hạm đội bỏ xó" tại Bremerton, Washington trước khi được cứu bởi một nhóm bảo tàng. Con tàu giờ đây được mở cho công chúng tham quan như một tàu bảo tàng tại San Diego, California.