年5月31日在英德两国海军之间爆发的日德兰海战虽然非常惨烈，但可以说在世界海军发展史上具有里程碑式的重要意义。这场对决除了证明战列巡洋舰是一种中看不中用的奢侈品之外，还使得舰队主力——战列舰存在的问题也显现出来。
田纳西级战列舰从日德兰海战的经验来看，当时战列舰存在的主要问题：舰体隔舱划分不合理，个别舱室受损进水易殃及其他舱室，并引发沉没的风险；水下防御系统结构太弱，特别是弹药库和机舱等重点部位防御不足，没有办法有效抵御鱼雷攻击；由于当时主力舰主炮射程越来越远，弹着点开始集中在舰体正上方，而战列舰的舰体水平防御装甲普遍太薄。
为了解决这些问题，各国在日德兰海战之后开工的战列舰普遍采取了针对性的措施。事实上当时还在开工建造新战列舰的国家只有美国和日本而已，在强大国力的支撑下，美国在一战期间一直没有停止建造战列舰。在日德兰海战之后，没有设计建造的第一级战列舰是田纳西级战列舰，该级舰是新墨西哥级战列舰的改进型，其舰体舱室进行了重新划分；舰体水下增加了防鱼雷突出部；为应对远射程炮弹大落角攻击，田纳西级的甲板水平装甲、炮塔顶部装甲以及指挥塔顶部装甲得以全面加厚；提高了主炮的最大仰角，射程得以提升；应用重点防御理论，对弹药库、机舱、方向舵等要害部位全面加强装甲防护。
第一次改装后的加利福尼亚号战列舰年10月25日，第一艘田纳西级战列舰在马雷岛海军工厂举行开工仪式并安放龙骨，不过该舰并非田纳西号，而是加利福尼亚号。也许因为服役的时间相对较晚，所以加利福尼亚号通常被堪称是田纳西级的二号舰。这种情况在当时的美国海军中非常常见，所以没什么可大惊小怪的。
加利福尼亚号标准排水量吨，满载排水量吨；舰体全长.35米，宽29.74米，吃水深度9.2米。该舰动力系统由8座重油锅炉和2部蒸汽轮机组成，总功率马力，最高航速21节。该舰可搭载吨重油，10节经济航速下续航距离可达海里。
加利福尼亚号战列舰加利福尼亚号战列舰装有4座三联装毫米主炮，副炮采用14座毫米舰炮以及8座76毫米高射炮。此外，该舰水线以下部分还安装有两具毫米鱼雷发射管。
作为美国海军第一艘吸取了日德兰海战经验的战列舰，加利福尼亚号的装甲防护截止当时是美国海军战列舰中最强的，该舰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，舰桥指挥塔装甲厚度毫米。
加利福尼亚号战列舰年11月20日，加利福尼亚号下水开始舾装工程，年8月10日该舰加入美国海军服役。自服役之日起，加利福尼亚号就成为了美国海军太平洋舰队的旗舰，该舰担任了长达20年的旗舰，直到珍珠港事件发生之前才刚刚将旗舰的位置转交给宾夕法尼亚号战列舰。
在两次世界大战之间的短暂和平年代，加利福尼亚号领衔的太平洋舰队在太平洋上非常活跃，几乎每年都有重要演习和出访活动。年，加利福尼亚号率领太平洋舰队访问了澳大利亚和新西兰，途中没有接受任何补给，这使得同处太平洋地区的日本深受震动，日本海军不得不搞起了“月月火水木金金”，试图利用超常规的训练方式弥补和美国海军之间实力和技术上的巨大差距。
加利福尼亚号战列舰年起，加利福尼亚号战列舰和姊妹舰田纳西号一起接受了现代化改装，该舰原来装备的14座毫米舰炮被换成了8座新式双联装毫米高平两用炮，舰上还加装了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。此外，加利福尼亚号还安装了1部水上飞机弹射器，可以搭载2架水上侦察机。
年，加利福尼亚号和太平洋舰队主力一起从美国西海岸调往珍珠港，从此，珍珠港就成了太平洋舰队最主要的基地。太平洋舰队之所以来到珍珠港主要是因为此时美日发生冲突的可能性越来越大，舰队驻扎在珍珠港可以更有效的震慑日本。
加利福尼亚号战列舰年12月7日，日本海军机动部队派出大量舰载机袭击珍珠港，此时加利福尼亚号已经卸下了旗舰的重任，它的泊位处于战列舰队的前方，而日军空袭部队首先