年10月25日，美国海*的一艘全新战列舰在马雷岛海*工厂开工建造。此时第一次世界大战开打已经两年有余，英德法意等国已经在战争中出了全力，没有余力再建造主力舰，因此，美国成了当时世界上少数还在建造战列舰的国家之一。这艘全新的战列舰被命名为加利福尼亚号，是田纳西级战列舰的二号舰。值得一提的是，加利福尼亚号开工的时候，田纳西号还停留在计划中。
田纳西级战列舰加利福尼亚号战列舰开工前5个月，在欧洲爆发了人类有史以来规模最大的舰队决战——日德兰海战，在这场海战中，英德两国的无畏舰和超无畏舰暴露出了大量问题，包括舰体隔舱划分不合理，难以对抗大量进水的威胁；水下防御结构薄弱，难以对抗鱼雷攻击；舰体甲板水平装甲太弱，难以对抗上方落下的大口径炮弹，等等。
日德兰海战中，美国海*曾派出观察员随英国皇家海*舰队到现场观摩，战斗结束后，驻英国的美国海*武官也从英国皇家海*获取了大量关于海战情况的资料和报告。根据这些信息，美国人调整了加利福尼亚号战列舰的设计方案，有针对性的解决了大量的问题，使得该舰成为世界上第一艘真正的“后日德兰型战列舰”。
加利福尼亚号战列舰加利福尼亚号战列舰的标准排水量为吨，满载排水量达到吨；舰体全长.35米，宽29.74米，标准吃水深度9.2米。该舰动力系统包括8座重油锅炉和2部蒸汽轮机，主机最大输出功率马力，最高航速只有21节。加利福尼亚号的油舱可以装载吨重油，在10节经济航速下续航距离约海里。
加利福尼亚号战列舰的主要武备为4座三联装毫米主炮，舰体艏艉各以背负式安装两座主炮塔。该舰舰体舷侧装有14座单管毫米副炮和8座单管76毫米高射炮。此外，加利福尼亚号战列舰还安装了两具毫米水下鱼雷发射管。
加利福尼亚号战列舰加利福尼亚号的装甲防护设计非常优秀，该舰增加了舰体水下防雷结构，还大大强化了甲板水平装甲，对于鱼雷和远距离发射的大口径炮弹具有较强的抵御能力。加利福尼亚号的舷侧主装甲带装甲厚度毫米，甲板水平装甲厚度毫米，主炮塔正面装甲厚度毫米，主炮塔座圈装甲厚度毫米，舰桥指挥塔正面和两侧的装甲厚度毫米。
年11月20日，加利福尼亚号顺利下水，经过近两年的舾装工程，该舰赶在华盛顿会议召开前的年8月10日完工，随即加入美国海*服役。在完成了一系列训练和测试工作之后，形成战斗力的加利福尼亚号被调往美国西海岸，成为美国海*太平洋舰队的一员。也许因为该舰是太平洋舰队最先进的战列舰，所以被选中担任了舰队的旗舰。加利福尼亚号在太平洋舰队旗舰的位置上一坐就是20年，只在接受现代化改装期间短暂的离开过旗舰岗位。
加利福尼亚号战列舰年，加利福尼亚号领衔太平洋舰队主力跨越几乎整个太平洋，访问了澳大利亚和新西兰，而在遥远的航程中，整支舰队没有接受任何补给，这使得美国在太平洋上的主要对手——日本感到颇为震撼，对于美国海*所拥有的技术和数量优势也有了更深刻的认识，这对未来太平洋局势的发展起到了微妙的作用。
年，加利福尼亚号开始接受第一次大规模现代化改装，在这次改装中，该舰拆除了旧式毫米副炮，换装了8座新式双联装毫米高平两用副炮，此外还新加装了14座四联装40毫米博福斯高射炮和40座20毫米厄利孔高射炮。为了提升航空侦察能力，加利福尼亚号安装了1座水上飞机弹射器，可以搭载并使用2架水上侦察机。
加利福尼亚号战列舰完成改装的加利福尼亚号再次重返太平洋舰队担任旗舰。年，加利福尼亚号随太平洋舰队主力前出部署到珍珠港，随后就把这里当成了母港。到达珍珠港不久，宾夕法尼亚号战列舰接替加利福尼亚号，成为了太平洋舰队的新旗舰。
年12月7日，日*大批舰载机突袭珍珠港，此时加利福尼亚号正停留在港内，在攻击快结束时，加利福尼亚号遭到了日*飞机的集中轰炸，很快就被3枚鱼雷和1枚炸弹击中，对这样一艘大舰来说，这点打击原本不至于造成灾难性影响，然而由于当时美国海*还没有进入战备状态，舰上官兵思想比较松懈，遇到打击后从*官到士兵全都惊慌失措，连舰上隔舱间的水密门都没人想到要去关闭，损管作业更是没有有效组织。
加利福尼亚号战列舰在这些因素影响之下，进入加利福尼亚号的海水越来越多，仅用了几个小时就灌满了该舰的尾部。加利福尼亚号的舰艉很快下沉，舰艏高高翘在海面上。加利福尼亚号战列舰在珍珠港事件中共有98人阵亡，战舰则等到年3月才被打捞起来。
经过简单维修后，加利福尼亚号战列舰自行返回美国西海岸，在这里，该舰将完成修复和大规模现代化改装。加利福尼亚号在船坞中停留了2年时间，这段时间里，该舰不仅修复了损伤，还对舰体实施了大规模的改造，安装了全新的雷达和火控设备，以及大量中小口径高射炮。
在珍珠港被击沉的加利福尼亚号战列舰年，完成修复和改装的加利福尼亚号战列舰重返太平洋，该舰参与了马里亚纳海战，为塞班岛和关岛的登陆作战提供火力支援，随后又参加了莱特湾海战，在苏里高海峡之战中，该舰和其他美*战列舰一起给日*战列舰部队造成重大打击。
年1月，正在莱特湾休整的加利福尼亚号突然遭到了日*神风特攻飞机的撞击，多达44名官兵阵亡，舰体也严重受损，不得不返回美国本土接受维修。该舰的修复工程持续了4个月之久，直到年6月，加利福尼亚号战列舰才重新回到战场上，不过此时冲绳战役已经接近尾声，到战争结束前，加利福尼亚号只参与了几次对日本本土海岸的炮击行动而已。
主炮正在开火的加利福尼亚号战列舰在太平洋战争中，加利福尼亚号一共获得了7枚战斗之星，在众多美国战列舰中，这个成绩不算突出，不过这也不能怪它，它参战的时间毕竟太短。日本投降后，加利福尼亚号运载了一批美*士兵返回了美国本土。年，该舰退出美国海*现役，随即被封存起来。
被封存12年后的年，加利福尼亚号战列舰被美国海*除名，随即被以废钢铁的价格卖给了造船厂。不久，加利福尼亚号就被拆毁。