Những bài học có được khi hoạt động cùng với những tàu sân bay lớn vốn được cải biến từ tàu chiến-tuần dương thuộc lớp Lexington, khi so sánh với chiếc Ranger nhỏ hơn vốn được chế tạo từ đầu như một tàu sân bay, đã chỉ cho hải quân Mỹ thấy rằng các tàu sân bay lớn có độ linh hoạt trong hoạt động và khả năng sống sót tốt hơn các tàu sân bay nhỏ. Do kết quả của những kinh nghiệm này, Hải quân Mỹ đã chế tạo các tàu sân bay Yorktown và Enterprise, và đưa chúng ra hoạt động vào các năm 1937 và 1938 tương ứng. Chúng là những tàu sân bay nhanh và linh hoạt, có thể mang theo và đưa ra hoạt động trên 80 máy bay chiến đấu, gần tương đương với lớp Lexington có trọng lượng rẽ nước lớn hơn rất nhiều.

Cùng với việc bổ sung thêm tàu sân bay Wasp tải trọng 14.700 tấn, một phiên bản thu nhỏ của lớp, Hải quân Mỹ đã sử dụng hết hạn ngạch tải trọng 135.000 tấn về tàu sân bay mà Hiệp ước Hải quân Washington cho phép. Việc hủy bỏ các hiệp ước hải quân vào năm 1937 cho phép Hoa Kỳ bắt đầu chế tạo nhiều tàu sân bay, và chiếc đầu tiên trong chương trình tàu sân bay mới này là Hornet, một chiếc khác trong lớp, được đưa ra hoạt động vào năm 1941. Các cải tiến trên thiết kế của lớp Yorktown và sự tự do không bị ràng buộc bởi những giới hạn của các hiệp ước hải quân đã đưa đến việc xuất hiện lớp Essex.

Một điểm khác biệt ít thấy là, lớp Yorktown được trang bị một máy phóng trên sàn chứa máy bay. Kiểu máy phóng này bị loại bỏ trên các lớp tàu sân bay tiếp theo sau vì chúng tương đối vô ích trong hoạt động. Máy phóng trên sàn chứa máy bay của Enterprise và Hornet được tháo bỏ vào cuối tháng 6 năm 1942. Cả ba chiếc tàu sân bay trong lớp Yorktown đều được chế tạo bởi hãng Newport News Shipbuilding Company tại Newport News, Virginia.