Rời San Diego, California vào tháng 5 năm 1943, Block Island hướng sang Norfolk, Virginia để gia nhập Hạm đội Đại Tây Dương Hoa Kỳ. Sau hai chuyến đi từ thành phố New York đến Belfast ở Bắc Ireland, Anh Quốc vào mùa Hè năm 1943 để vận chuyển máy bay tiêm kích cho Lục quân Mỹ, nó bắt đầu hoạt động trong thành phần các đội tìm và diệt tàu ngầm.

Trong bốn chuyến tuần tra chống tàu ngầm, máy bay của Block Island đã đánh chìm hai tàu ngầm Đức: chiếc U-220 tại tọa độ 48°53′B 33°30′T / 48,883°B 33,5°T / 48.883; -33.500 vào ngày 28 tháng 10 năm 1943, và chiếc U-1059 tại tọa độ 13°10′B 33°44′T / 13,167°B 33,733°T / 13.167; -33.733 vào ngày 19 tháng 3 năm 1944. Nó cũng hỗ trợ cho tàu khu trục Corry và tàu khu trục hộ tống Bronstein để đánh chìm tàu ngầm U-801 tại tọa độ 16°42′B 30°20′T / 16,7°B 30,333°T / 16.700; -30.333 vào ngày 17 tháng 3 năm 1944, và với tàu khu trục hộ tống Buckley đánh chìm U-66 vào ngày 6 tháng 5 năm 1944 tại tọa độ 17°17′B 32°29′T / 17,283°B 32,483°T / 17.283; -32.483. Thomas, Bostwick, Borie và Bronstein đã đánh chìm U-709 vào ngày 1 tháng 3 năm 1943; và cùng ngày hôm đó Bronstein đã tiêu diệt được U-603.

Bị mất

Block Island bị trúng ngư lôi ngoài khơi quần đảo Canary và bị chìm lúc 20 giờ 13 phút ngày 29 tháng 5 năm 1944. Tàu ngầm Đức U-549 đã lọt qua hàng rào hộ tống của nó mà không bị phát hiện, và đã phóng ba ngư lôi nhắm vào chiếc tàu sân bay hộ tống, trước khi bản thân nó bị các tàu khu trục hộ tống Eugene E. Elmore và Ahrens đánh chìm ở tọa độ 31°13′B 23°03′T / 31,217°B 23,05°T / 31.217; -23.050.