Sau đợt chạy thử máy tại khu vực biển Caribe, chiếc tàu tuần dương mới tiến hành các cuộc cơ động hạm đội tại Đại Tây Dương như một đơn vị của Lực lượng Thiết giáp-Tuần dương, và vào ngày 6 tháng 1 năm 1950 đã lên đường gia nhập Đệ Lục hạm đội tại Địa Trung Hải trong đợt bố trí dài ngày đầu tiên của nó. Quay trở về Hoa Kỳ vào tháng 5, nó bắt đầu luân phiên các đợt bố trí cùng Đệ Lục hạm đội với những hoạt động dọc bờ Tây Đại Tây Dương cho đến mùa Hè năm 1952, khi nó thực hiện một chuyến đi huấn luyện học viên sĩ quan đến Châu Âu và vùng biển Caribe. Tiếp tục phục vụ cùng Lực lượng Thiết giáp-Tuần dương của Hạm đội Đại Tây Dương cho đến mùa Thu năm 1955, Roanoke hoàn tất lượt bố trí thứ sáu tại Địa Trung Hải vào tháng 5, rồi chuẩn bị để được chuyển sang Hạm đội Thái Bình Dương.

Vào ngày 22 tháng 9 năm 1955, khởi hành từ Norfolk, Virginia, băng qua kênh đào Panama để đi sang vùng bờ Tây Hoa Kỳ. Đặt cảng nhà mới tại Long Beach, California, nó thực hiện chín lượt huấn luyện quân nhân Hải quân dự bị, cùng thực hiện hai chuyến đi đến khu vực Tây Thái Bình Dương từ tháng 5 năm đến tháng 12 năm 1956 và từ tháng 9 đến tháng 10 năm 1958; trước khi được cho ngừng hoạt động vào ngày 31 tháng 10 năm 1958. Được đưa về lực lượng dự bị, nó bị bỏ không và neo đậu tại Mare Island cho đến khi được bán cho hãng Levin Metals Corporation tại San Jose, California vào ngày 22 tháng 2 năm 1972 để tháo dỡ.