Lớp New Orleans là sự cải tiến dựa trên lớp tàu tuần dương hạng nặng Northampton. Thoạt tiên những chiếc mang ký hiệu lườn từ CA-32 đến CA-36 được đặt hàng như những chiếc lớp Northampton, nhưng New Orleans (CA-32), Astoria (CA-34) và Minneapolis (CA-36) được đặt hàng lại không lâu sau khi được đặt lườn theo một thiết kế mới mà sau đó trở thành lớp Astoria, và sau đó được đổi tên thành lớp New Orleans. Những chiếc Portland (CA-33) và Indianapolis (CA-35) không thể thay đổi sang thiết kế New Orleans nên trở thành lớp Portland.

Thiết kế của lớp New Orleans là một nền tảng thử nghiệm cho các cải tiến trong thiết kế tàu tuần dương, nên có đến ba kiểu dáng khác nhau trong lớp tàu này: kiểu số 1 là CA-32, CA-34 và CA-36, kiểu số 2 dành cho CA-37 và CA-38, và kiểu số 3 bao gồm CA-39 và CA-44. Lớp tàu này trở thành kiểu mẫu thiết kế trực tiếp cho các lớp tàu tuần dương tiếp theo của Hải quân Hoa Kỳ: Brooklyn, Wichita, Cleveland và Baltimore. Trong khi các quy định của Hiệp ước Hải quân Washington vẫn được tôn trọng, các kỹ thuật mới được áp dụng cho lớp New Orleans vì Hải quân Mỹ ý thức rằng một khi chiến tranh xảy ra, họ cần có các kiến thức này để chế tạo những con tàu vượt quá những giới hạn của hiệp ước, hiện vẫn đang nằm trong kế hoạch. Họ đã đưa đến kết luận rằng không có con tàu tuần dương tải trọng 10.000 tấn nào có thể đảm đương thích đáng những vai trò được dành cho nó.

Thoạt tiên, USS Astoria (CA-34) mới là chiếc dẫn đầu của lớp vì được đặt lườn trước, nhưng Astoria lại được nhận số ký hiệu lườn lớn hơn so với New Orleans vì được hạ thủy trễ hơn. Lớp tàu Astoria này được đổi tên thành lớp New Orleans sau khi Astoria bị đánh chìm trong trận chiến đảo Savo vào năm 1942. Hơn nữa, ngay sau Chiến dịch Guadalcanal, những chiếc còn lại trong lớp trải qua một đợt đại tu lớn nhằm tinh giản cho nhẹ cấu trúc thượng tầng vốn bị làm nặng thêm do việc bổ sung các hệ thống điện tử và radar mới cùng thêm nhiều vũ khí phòng không do những tiến bộ kỹ thuật. Vì vậy những con tàu này có kiểu dáng hoàn toàn mới, đáng kể là ở khu vực cầu tàu, nên được biết đến dưới tên gọi lớp New Orleans.