Trong giai đoạn không dễ dàng trước trận tấn công Trân Châu Cảng, Hornet được huấn luyện ngoài khơi Norfolk. Vũ khí phòng thủ của nó được nâng cấp trong đợt bảo trì trong xưởng vào tháng 1 năm 1942, thay thế mọi súng máy cỡ nòng.50 bằng 30 khẩu pháo phòng không Oerlikon 20 mm. Một gợi ý của nhiệm vụ trong tương lai xảy ra vào ngày 2 tháng 2 năm 1942 khi chiếc Hornet rời khỏi Norfolk cùng hai chiếc máy bay ném bom tầm trung B-25 Mitchell của Không lực Mỹ trên sàn đáp. Khi ở ngoài khơi, những chiếc máy bay ném bom đã cất cánh trong sự bất ngờ và ngạc nhiên của thủy thủ đoàn chiếc Hornet. Họ đã không biết gì về ý nghĩa của thử nghiệm này, khi chiếc Hornet quay về Norfolk và chuẩn bị để xuất phát đi chiến đấu, và vào ngày 4 tháng 3 nó khởi hành đi sang Bờ Tây ngang qua kênh đào Panama.[2]

Trận không kích Doolittle

Hornet đến Alameda, California ngày 20 tháng 3 năm 1942. Với những máy bay của chính nó trong sàn chứa, nó xếp 16 máy bay ném bom B-25 của Không lực Mỹ lên sàn đáp. Dưới sự chỉ huy của Đại tá Jimmy Doolittle, 70 sĩ quan và 64 thành viên đội bay trình diện trên tàu. Cùng với các tàu hộ tống, Hornet rời Alameda ngày 2 tháng 4 bằng một mệnh lệnh tuyệt đối bí mật. Trưa hôm đó, thuyền trưởng Marc Mitscher thông báo cho thủy thủ đoàn của ông mục đích của chuyến đi: một cuộc ném bom xuống chính quốc Nhật Bản.[2]

Mười một ngày sau đó, Hornet gặp gỡ chiếc Enterprise ngoài khơi Midway, và Lực lượng Đặc nhiệm TF 16 hướng về phía Nhật Bản. Trong khi chiếc Enterprise bố trí việc tuần tra chiến đấu trên không, Hornet có nhiệm vụ tiến sâu vào vùng biển của đối phương. Theo phương án được vạch ra ban đầu, lực lượng đặc nhiệm dự định tiến đến phạm vi cách bờ biển nước Nhật 724 km (450 dặm); tuy nhiên, vào buổi sáng ngày 18 tháng 4 một tàu tuần tiễu Nhật, chiếc Nitto Maru số 23, nhìn thấy lực lượng đặc nhiệm Mỹ. Chiếc tàu tuần dương Nashville đã đánh chìm chiếc tàu tuần tiễu Nhật. Giữa các mối lo ngại rằng quân Nhật đã biết đến sự hiện diện của họ, Doolittle và các đội bay của ông bị buộc phải cất cánh sớm từ khoảng cách 966 km (600 dặm) thay vì 724 km (450 dặm) như theo kế hoạch. Do quyết định này, không có chiếc nào trong tổng số 16 máy bay đến được các sân bay hạ cánh tại Trung Quốc. Sau chiến tranh, người ta mới biết được rằng chiếc tàu tuần tiễu Nhật đã bị đánh chìm trước khi liên lạc được với chính quốc Nhật Bản.[2]

Khi chiếc Hornet chuyển hướng và chuẩn bị phóng những chiếc máy bay ném bom vốn đã sẵn sàng để cất cánh từ ngày hôm trước, một cơn gió mạnh có vận tốc trên 70 km/h (46 mph, 40 knot) đánh tung mặt biển thành những ngọn sóng cao 9 m (30 ft); biển động rất mạnh làm chiếc tàu sân bay bị nhồi lắc mạnh mẽ, nước biển đánh tràn lên cả boong tàu và làm ướt sũng các thành viên trên sàn đáp. Chiếc máy bay dẫn đầu, được chỉ huy bởi Đại tá Doolittle, chỉ có khoảng đường băng dài 142 m (467 ft) để cất cánh, trong khi chiếc B-25 cuối cùng để ló phần đuôi kép của nó ra phía sau đuôi tàu. Doolittle, canh thời gian theo sự nhấp nhô của con tàu theo đợt sóng, đã cho chiếc máy bay chậm chạp chạy dọc theo đường băng, lượn vòng quanh Hornet sau khi cất cánh, và hướng về phía chính quốc Nhật Bản. Đến 09 giờ 20 phút, tất cả 16 máy bay đều cất cánh, khởi đầu trận không kích đầu tiên của Hoa Kỳ nhắm vào Nhật Bản.[2]

Hornet mang các máy bay của chính nó lên sàn đáp trong khi Lực lượng Đặc nhiệm TF 16 di chuyển hết vận tốc hướng về Trân Châu Cảng. Các tin tức truyền thanh thu được, cả bằng tiếng Nhật và tiếng Anh, được xác nhận lúc 14 giờ 46 phút về sự thành công của cuộc không kích. Đúng một tuần sau khi phóng những chiếc B-25, Hornet về đến Trân Châu Cảng. Nhiệm vụ của chiếc Hornet đã được giữ bí mật trong vòng một năm; khi Tổng thống Roosevelt chỉ liên hệ điểm xuất phát của những chiếc máy bay ném bom như là "Shangri-La"[6]. Nhiều năm sau, Hải quân Mỹ đã đặt cái tên này cho một chiếc tàu sân bay.[2]

Hornet rời Trân Châu Cảng ngày 30 tháng 4 để hỗ trợ Yorktown và Lexington trong trận chiến biển Coral, nhưng trận chiến đã kết thúc trước khi chiếc tàu sân bay đến được chiến trận. Nó quay về Hawaii ngày 26 tháng 5, và lại khởi hành hai ngày sau đó nhằm đẩy lui một đòn tấn công được dự đoán của Nhật nhắm vào Midway.[2]

Trận Midway

Các máy bay Nhật cất cánh từ tàu sân bay đã hướng về phía đảo Midway vào sáng sớm ngày 4 tháng 6 năm 1942. Hornet, Yorktown và Enterprise đã tung ra những máy bay của nó trong khi các tàu sân bay Nhật đưa những máy bay của chúng xuống sàn chứa chuẩn bị cho một cuộc tấn công thứ hai nhắm vào đảo Midway. Những chiếc máy bay ném bom bổ nhào của chiếc Hornet đã không thể tìm ra các mục tiêu của chúng, nhưng 15 máy bay phóng ngư lôi thuộc Phi đội Phóng ngư lôi 8 (VT-8) đã tìm ra đối phương và tung ra cuộc tấn công. Chúng bị đối đầu bởi lực lượng máy bay tiêm kích đối phương áp đảo ở khoảng cách 13 km (8 dặm) và bị bắn hạ từng chiếc một. Thiếu úy Hải quân George H. Gay là người duy nhất sống sót trong số 30 thành viên đội bay.[2]

Trong số 41 chiếc máy bay phóng ngư lôi được tung ra bởi ba tàu sân bay Mỹ, chỉ có sáu chiếc quay trở về. Nhưng sự hy sinh của chúng đã lôi kéo máy bay tiêm kích đối phương tách xa những chiếc máy bay ném bom bổ nhào của Enterprise và Yorktown; những chiếc này đã đánh chìm ba tàu sân bay Nhật Bản với sự giúp đỡ gián tiếp nhưng mang tính quyết định của chiếc tàu ngầm Nautilus. Chiếc tàu sân bay thứ tư của Nhật, Hiryū, bị đánh trúng vào cuối buổi chiều ngày 4 tháng 6 và bị chìm vào những giờ đầu tiên sáng ngày hôm sau. Yorktown bị mất do sự phối hợp tấn công từ trên không và bởi tàu ngầm.[2]

Những chiếc máy bay của Hornet (lần này được sự giúp sức của chiếc tàu ngầm Tambor) đã tấn công hạm đội Nhật Bản đang bỏ chạy vào ngày 6 tháng 6 năm 1942, và giúp đánh chìm chiếc tàu tuần dương Mikuma, làm hư hại một tàu khu trục, và để lại chiếc tàu tuần dương Mogami bốc cháy và hư hỏng nặng; cũng như đánh trúng các tàu chiến khác. Cuộc tấn công của Hornet nhắm vào Mogami đã kết thúc một trong những trận chiến mang tính quyết định trong lịch sử. Midway được bảo vệ như là một căn cứ quan trọng cho các chiến dịch nhắm vào Tây Thái Bình Dương. Tầm quan trọng lớn nhất là đã phá hỏng lực lượng tàu sân bay của Hải quân Nhật, một đòn chí mạng mà họ không bao giờ có thể hồi phục hoàn toàn. Hơn nữa, bốn chiếc tàu sân bay hạm đội đã mang xuống đáy biển cùng với chúng khoảng 250 máy bay và các phi công được huấn luyện tốt nhất và nhiều kinh nghiệm nhất trên các tàu sân bay. Chiến thắng Midway được công nhận rộng rãi là bước ngoặt trong chiến cuộc tại Thái Bình Dương.[2]

Chiến dịch quần đảo Solomon

Sau trận Midway, Hornet được trang bị một bộ radar CXAM mới gắn trên đỉnh cột anten ba chân, và bộ radar SC được chuyển sang cột anten chính, một cụm pháo phòng không bốn nòng 28 mm (1,1 inch) được thêm phía mũi tàu, số súng 20 mm được bổ sung từ 30 lên 32 khẩu, máy phóng trên sàn chứa của nó được tháo bỏ, và nó tiến hành huấn luyện ngoài khơi Trân Châu Cảng. Nó khởi hành ngày 17 tháng 8 năm 1942 để bảo vệ các vùng biển dẫn đến Guadalcanal tại quần đảo Solomons đang bị giành giật quyết liệt. Sự kiện chiếc Enterprise bị hư hại bởi bom ngày 24 tháng 8, chiếc Saratoga bị hư hại bởi ngư lôi ngày 31 tháng 8 và việc mất chiếc Wasp ngày 15 tháng 9 khiến lực lượng tàu sân bay Mỹ tại Nam Thái Bình Dương chỉ còn một chiếc duy nhất: Hornet. Nó đảm trách gánh nặng hỗ trợ trên không tại khu vực Solomons cho đến tận ngày 24 tháng 10 năm 1942 khi nó sáp nhập cùng chiếc Enterprise ở phía Tây Bắc đảo New Hebrides để cùng đánh chặn một lực lượng tàu sân bay và tàu chiến Nhật Bản đang hướng đến Guadalcanal.[2]

Trận chiến quần đảo Santa Cruz

Trận chiến quần đảo Santa Cruz diễn ra ngày 26 tháng 10 năm 1942 mà không có sự tiếp chiến trực tiếp giữa các tàu nổi của các lực lượng đối địch. Sáng hôm đó, máy bay của chiếc Enterprise đã ném bom chiếc tàu sân bay Zuihō, trong khi máy bay của chiếc Hornet đã gây hư hỏng nặng cho tàu sân bay Shōkaku và tàu tuần dương Chikuma. Hai tàu tuần dương Nhật khác cũng bị máy bay của chiếc Hornet tấn công. Trong khi đó, Hornet bị tấn công phối hợp bởi máy bay ném bom bổ nhào và máy bay ném ngư lôi. Trong vòng 15 phút, Hornet hứng chịu ba quả bom từ những chiếc máy bay ném bom bổ nhào Aichi D3A "Val", hai quả ngư lôi từ những chiếc máy bay ném ngư lôi Nakajima B5N "Kate", và thêm một chiếc "Val" khác rơi xuống trúng sàn đáp.[2]

Chuẩn Đô đốc Murray ra lệnh cho chiếc tàu tuần dương Northampton kéo chiếc Hornet bị hỏng. Vì quân Nhật đang bận bịu với việc tấn công chiếc Enterprise, chúng để mặc cho chiếc Northampton kéo đi với vận tốc khoảng 9 km/h (5 knot). Tuy nhiên vào cuối ngày chiếc Hornet, trong khi được kéo đi, lại bị tấn công lần nữa bằng một đợt máy bay ném ngư lôi. Một chiếc Kate đã đánh trúng thêm một quả ngư lôi nữa, và lệnh bỏ tàu được đưa ra. Hạmtrưởng Charles P. Mason là người cuối cùng ở lại trên tàu đã leo qua mạn tàu xuống biển, và những người còn sống sót nhanh chóng được các tàu khu trục vớt lên.[2]

Lực lượng Mỹ sau đó cố gắng đánh chìm chiếc Hornet bị bỏ lại, vốn ngoan cường chịu đựng chín trái thủy lôi và hơn 400 phát đạn 127 mm (5 in) từ các tàu khu trục Mustin và Anderson. Mustin và Anderson rời khỏi địa điểm khi lực lượng hải quân Nhật xuất hiện trong khu vực đó. Các tàu khu trục Nhật đã kết liễu chiếc Hornet bằng bốn quả ngư lôi 610 mm (24 in). Lúc 01 giờ 35 phút ngày 27 tháng 10, chiếc tàu sân bay dũng cảm cuối cùng chìm xuống đáy biển, tại tọa độ 8°38′23″N 166°42′34″Đ / 8,63972°N 166,70944°Đ / -8.63972; 166.70944Tọa độ: 8°38′23″N 166°42′34″Đ / 8,63972°N 166,70944°Đ / -8.63972; 166.70944. Con tàu được cho rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân vào ngày 13 tháng 1 năm 1943, nhưng cái tên USS Hornet tiếp tục đặt được cho một tàu sân bay mới lớp Essex.[2]