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在二战时期，除了大型航母的发展之外，美国海军还一直在准备在紧急情况下，快速增加航母数量的计划，例如最终停留在了纸面上，将商船改建为航母的XCV计划。不过，由于“大黄蜂”号将在1941年10月前后完工，而“埃塞克斯”号服役又要拖到两三年后，这其中空缺就必须要由其它舰只来填补。罗斯福很快下令设计一型小型快速航母，这些航母将使用“克利夫兰”级轻巡洋舰的舰体进行改造。按照计划，它们能够在两年内完工。首舰被命名为“独立”号，最终总共有9艘该级航空母舰建成服役。

由于最初的方案所需改造时间较长，设计师遂完全推翻原案，决定遵循护航航母的设计思路对船体进行改造。在此期间设计师对于如何充分维持巡洋舰舰体的强度方面进行了集中讨论，最后决定在巡洋舰原有甲板上方重新铺设完全水平的机库甲板，而不对原有露天甲板进行改造。为减轻舰体上部重量，机库所采用的钢板厚度较小，给机库和舰体强度造成了隐患。由于加装了较高的机库，先前的护航航母在改装后暴露出了稳性不足问题，“独立”级改装自舰体修长的巡洋舰而非短粗的商船，因此这类问题当然也会变得更为严重。最终，海军决定在原先巡洋舰修长的舰体两侧设置防雷突出部，这样既可以增加舰体的浮力和稳定性，也能够在其内部设置重油舱增加战舰续航力，同时还能加强抵抗鱼雷攻击的能力。除此以外，为了平衡舰体右侧布置的舰桥、雷达以及烟囱重量，舰体左舷的舱室中还专门注入了水泥。

“独立”级拥有两部升降机，分别被布置在机库前后两端，其最大起重重量为12.7吨。原属于“克利夫兰”级的四座锅炉和四组蒸汽轮机的动力组合被“独立”号沿袭了下来，整套动力系统能够为航母提供10万轴马力的动力，使其达到31.6节的最大航速，只比“克利夫兰”级轻巡洋舰的32.5节稍慢一点。“独立”级额定载机量为33架。包括12架战斗机、9架鱼雷机和9架俯冲轰炸机。但由于“无畏”式俯冲轰炸机无法折叠机翼,十分浪费空间，最终导致只能改为搭载24架战斗机和9架鱼雷机。在1945年，为应对日本自杀飞机的攻击，海军曾专门下达指令，要求轻型航母全部搭载36架战斗机，但事实上只有“卡伯特”号一舰真正执行了这一命令。

1942年8月22日，航母身份的“独立”号在新泽西州纽约造船公司的卡姆登船厂下水，次年1月14日竣工。在此之后，另外8艘姐妹舰也陆续在1943年竣工。在竣工后，这些航母并没有立刻参加战斗，而是在珍珠港进行了几个月的训练，其后才伴随着“埃塞克斯”级航母一同南征北战，其间“独立”号还曾在塔拉瓦岛作战时被对方鱼雷机投掷的一枚鱼雷命中，伤亡41人，不得不返回基地修理。但直到莱特湾海战前，全部9艘“独立”级都没有出现被对方击沉的情况。

在10月24日的莱特湾海战中，“独立”级二号舰“普林斯顿”号隶属于第38特混舰队第三特混大队，主要执行掩护登陆和舰队防空等任务。早上8时左右，大批日本岸基攻击机向“普林斯顿”号扑来，就在美国战斗机击退对方首次空袭，正在降落加油时，一架躲藏在云层中的“彗星”俯冲轰炸机突然出现，其投下的500公斤炸弹命中了航空母舰中部，6架已经挂好鱼雷的“复仇者”式攻击机被炸弹引爆，引发大火。到下午15时，大火终于受到了控制，可以由护航舰将其拖回港口，“伯明翰”号轻巡洋舰也开始疏散“普林斯顿”号上的水兵。但就在此时，“普林斯顿”号舰尾发生了大爆炸，航母的整个舰尾几乎都被炸飞，四散的碎片横扫了“伯明翰”号轻巡洋舰的整个甲板，造成大量人员伤亡。最终在傍晚只好由轻巡洋舰“里诺”号发射鱼雷将“普林斯顿”号送下大海。战斗中“普林斯顿”号上总共有114人死亡、190人受伤。

莱特湾海战后，其余8艘“独立”级有惊无险地度过了太平洋战争的结尾，并在二战结束后纷纷退役，或成为训练舰，或转为预备舰，其中5艘在60至70年代被拆毁。另外3艘“独立”级之中，“贝劳伍德”号和“兰利”号被租借给了法国海军，后于1963年索回拆毁。“卡伯特”号则被租借给了西班牙海军，后又正式卖给后者，直到1989年才退役，并成为了美国在21世纪所拆解的唯一一艘二战航母。

继“独立”级之后，美国海军还在1943年决定建造两艘“塞班”级轻型航空母舰，以便在未来“独立”级航母出现战沉或遭到重创时顶替舰队缺额。值得一提的是，虽然“塞班”级是以“巴尔的摩”级重巡洋舰的舰体为基础进行设计的，但它们却并不是直接使用未完工的重巡洋舰舰体进行改装的，而是自铺设龙骨时起便作为航空母舰进行建造。

因为“巴尔的摩”级重巡洋舰本身就要比“克利夫兰”级轻巡洋舰更大，而且设计师们又借鉴了“独立”级航空母舰的实际使用经验，因此“塞班”级的实际性能要比“独立”级更好一些。其全舰长度比“独立”级长了将近20米，因此其飞行甲板也达到了186.2米长、24.4米宽。此外，“塞班”级的飞行甲板也要比“独立”级设计得更为合理，提高了航空作业的效率，而且也使得从地面向飞行甲板吊装飞机的工作更为方便。为加快舰载机准备速度，“塞班”级还增加了两部鱼雷升降机与一部炸弹升降机。

“塞班”号于1944年7月10日开工建造，直到日本投降11个月后的1946年7月14日才投入服役。由于此时战争已经结束，“塞班”号在1946年至1953年间仅能执行一些诸如培训飞行员、舰载喷气机实验、舰队战术实验以及电子设备实验等任务。除此以外，“塞班”号也曾多次参加舰队演习，但从未在朝鲜战场上参加实战。1951年，该舰随第六舰队前往地中海地区行动，两年后被调往朝鲜海域。返回美国后，该舰重新成为训练舰，直到1957年10月3日退出了现役。

二号舰“赖特”号开工于1944年8月21日，1947年2月9日竣工服役。在1947年至1951年间，该舰与“塞班”号一样，一直被作为训练舰使用，同时还承担着一些预备役人员集训以及反潜训练等任务。1951年，该舰与“塞班”号一同前往地中海，不久后便返回美国东海岸执行反潜巡逻任务。到1954年，该舰被调往太平洋海域，驻扎在日本海地区，返回美国后于1956年3月15日退役。至60年代，两舰相继被改装为通讯舰或指挥舰，其中“塞班”号还被更名为“阿灵顿”号。但进入70年代后，随着卫星通讯技术的发展和成熟，两舰迅速过时。“阿灵顿”号最后于1970年退出现役，1975年解体，“赖特”号则在1977年退役，1980年被给拆船厂解体。