Tuân theo những giới hạn về tổng tải trọng của tàu sân bay được quy định trong Hiệp ước Hải quân Washington và các hiệp ước London tiếp nối, Hoa Kỳ dự định chế tạo hai tàu sân bay lớp Yorktown và sử dụng hạn ngạch tải trọng còn lại cho một phiên bản nhỏ hơn dựa trên cùng thiết kế, mà cuối cùng đã trở thành chiếc USS Wasp (CV-7). Tuy nhiên do nguy cơ chiến tranh ngày càng cao tại Châu Âu, đồng thời Nhật Bản và Ý từ bỏ những giới hạn của các hiệp ước, Ủy ban Tướng lĩnh Hải quân quyết định đặt lườn ngay một chiếc theo thiết kế lớp Yorktown, và sẽ được tiếp nối bởi chiếc đầu tiên của lớp CV-9 (sau này là lớp Essex) một khi thiết kế này hoàn chỉnh. Quyết định này được Quốc hội thông qua trong Đạo luật Mở rộng Hải quân vào ngày 17 tháng 5 năm 1938.[1]

Hornet có chiều dài ở mực nước là 770 foot (235 m) và chiều dài chung 824 foot 9 inch (251,38 m); mạn tàu rộng 83 foot 3 inch (25,37 m) ở mực nước và rộng chung 114 foot (35 m), mớn nước sâu 24 foot 4 inch (7,42 m) theo thiết kế và 28 foot (8,5 m) khi đầy tải. Con tàu có trọng lượng choán nước tiêu chuẩn 20.000 tấn Anh (20.000 t), và lên đến 25.500 tấn Anh (25.900 t) khi đầy tải. Thủy thủ đoàn đầy đủ của chiếc tàu sân bay bao gồm 86 sĩ quan và 1280 thủy thủ, cùng với các liên đội không lực phối thuộc gồm 141 sĩ quan và 710 người khác.

Con tàu được vận hành bởi tám nồi hơi Babcock & Wilcox, cung cấp hơi nước với áp suất 400 psi (2.800 kPa) và nhiệt độ 648 °F (342 °C) cho bốn turbine hơi nước Parsons Marine, mỗi chiếc vận hành một trục chân vịt riêng biệt, với tổng công suất 120.000 mã lực càng (shp, 89.000 kW). Hệ thống động lực này cho phép có được tốc độ thiết kế 32,5 hải lý trên giờ (60,2 km/h; 37,4 mph); tuy nhiên trong thực tế khi chạy thử máy con tàu đạt đến công suất 120.500 shp (89.900 kW) và có tốc độ tối đa 33,85 hải lý trên giờ (62,69 km/h; 38,95 mph). Nó được thiết kế để mang theo 4.280 tấn Anh (4.350 t) dầu đốt và 178.000 galông Mỹ (670.000 l) xăng máy bay, và có tầm hoạt động tối đa 12.000 hải lý (14.000 dặm; 22.000 km) khi di chuyển ở tốc độ đường trường 15 hải lý trên giờ (17 mph; 28 km/h).

Dàn vũ khí phòng thủ của Hornet bao gồm tám pháo 5 inch (127 mm)/38 caliber đa dụng và 16 pháo 1,1 inch (28 mm)/75 caliber phòng không trên các bệ bốn nòng. Ban đầu con tàu còn có 24 súng máy Browning M2 0,5 inch (12,7 mm), nhưng chúng được thay thế bởi 30 khẩu pháo tự động phòng không Oerlikon 20 mm vào tháng 1 năm 1942.[2][3] Một khẩu đội 1,1 inch/75 caliber bốn nòng sau đó được bổ sung trước mũi tàu, đồng thời tăng cường thêm hai khẩu 20 mm đưa tổng số pháo Oerlikon 20 mm lên 32 khẩu; ngoài ra máy phóng máy bay dưới sàn chứa cũng được tháo dỡ.[4] Sau trận Midway vào tháng 6 năm 1942, radar CXAM được bố trí trên đỉnh cột ăn-ten ba chân trong khi radar SC được chuyển sang cột ăn-ten chính. Cột ăn-ten ba chân và cầu tàu tín hiệu của nó không được đóng kín khi trang bị CXAM, khiến nó độc đáo không giống như các tàu chị em cùng lớp.

Con tàu được trang bị đai giáp bằng thép tôi đặc biệt (STS: special treatment steel) 30 pound (14 kg) dày 2,5–4 in (64–102 mm). Sàn đáp và sàn chứa máy bay không được bọc thép, nhưng sàn bảo vệ có lớp giáp 60 pound (27 kg) STS dày 4 inch (100 mm). Các vách ngăn dày 4 in (100 mm) trong khi tháp chỉ huy (đảo cấu trúc thượng tầng) được phủ lớp chống mảnh đạn 30–16 mm bên ngoài lớp giáp 4 in (100 mm) bên hông và 2 in (51 mm) trên nóc. Khu vực bánh lái được bảo vệ 4 in (100 mm) bên hông và 60–16 mm sàn tàu bên trên.[3]

Sàn cất hạ cánh có kích thước 814 nhân 86 foot (248 m × 26 m) trong khi sàn chứa máy bay rộng 546 nhân 63 foot (166 m × 19 m) và cao 17 foot 3 inch (5,26 m). Con tàu được trang bị ba thang nâng máy bay, mỗi chiếc có kích thước 48 nhân 44 foot (15 m × 13 m) và tải trọng 17.000 pound (7.700 kg); nó có tổng cộng ba máy phóng máy bay, gồm hai hệ thống trên sàn đáp và một trên sàn chứa máy bay, và trang bị dây hãm máy bay với tải trọng 16.000 pound (7.300 kg) và tốc độ 85 dặm Anh trên giờ (137 km/h).[5] Con tàu được thiết kế cho một không đoàn bao gồm 18 máy bay tiêm kích, 18 máy bay ném bom, 37 máy bay tuần tiễu (máy bay ném bom bổ nhào), 18 máy bay ném ngư lôi và 6 máy bay tiện ích.[3][1]

Hornet được đặt lườn tại xưởng tàu của hãng Newport News Shipbuilding tại Newport News, Virginia vào ngày 25 tháng 9 năm 1939. Nó được hạ thủy vào ngày 14 tháng 12 năm 1940, được đỡ đầu bởi bà Annie Reid Knox, phu nhân của Bộ trưởng Hải quân Hoa Kỳ Frank M. Knox, và được nhập biên chế tại Norfolk, Virginia vào ngày 20 tháng 10 năm 1941 dưới quyền chỉ huy của Hạm trưởng, Đại tá Hải quân Marc A. Mitscher.[2]