服役經歷
芝加哥號當1941年12月7日珍珠港偷襲爆發之時，芝加哥號正在與TF12編隊進行海上執勤，所以並未受傷。在珍珠港悲劇發生後五天內，芝加哥號都在夏威夷附近與TF12編隊執行搜尋和巡邏的任務，並在接下來的數周內與TF11編隊執行相同的任務。到了1942年2月2日，他隨艦隊南下，並在3月到4月間掩護艦隊發動對紐幾內亞島上拉埃以及薩拉摩亞的攻擊，並且替美國派向新喀里多尼亞島的援軍護航。1942年5月4日，芝加哥號與姊妹艦北安普頓號重型巡洋艦替航空母艦約克城號(CV-5)護航，發動對索羅門群島中的小島圖拉吉的攻擊，該島上有少量的日軍部隊，是日軍在所羅門的最前線之一。接下來，芝加哥號也隨約克城號參加了在5月7日發生的珊瑚海戰役，在該戰役中，芝加哥號略受了點小傷。
1942年6月到7月間，芝加哥號仍待在西南太平洋執勤，直到8月初美軍準備從這裡反攻，而他們的第一步將踏在瓜達康奈爾島上，發動對瓜島的攻擊戰中，芝加哥號也參加了。但是不幸馬上隨之而來。在8月9日，日軍一隻擁有數艘重巡的強大兵力在暗夜中悄悄接近瓜島，並對在那附近巡邏的盟軍艦隊發動了猛烈的奇襲，這就是著名的沙弗島之戰(日方稱第一次所羅門海戰)。在這場戰役中，芝加哥號屬南區巡邏隊，首先遭到日本第八艦隊的襲擊。當天晚上日軍艦隊先在遠距離對渾然不知的美軍南區巡邏隊發動全面的魚雷攻擊，然後由偵察機投射照明彈，發動猛烈的艦炮攻擊。芝加哥號與同伴的澳大利亞海軍坎培拉號重巡洋艦首先遭難，當閃光乍現，奪命抱彈一波接著一波凌空飛來之際，擔任南區指揮官，同時也是芝加哥號艦長的包德上校正在睡覺，當他被喚醒時，已經發現先前發射的敵軍魚雷蹤跡，雖然緊急右滿舵，並且劇烈的作著閃躲運動，但是仍難逃被長矛魚雷擊中的命運，艦首中雷一枚，同時前桅又遭日軍抱彈擊中，引發大火，芝加哥號頓時失去戰力，只能脫隊逃走。在戰役後，芝加哥號航行到雪梨進行修理，並在10月13日回到西岸舊金山接受更近一步的修理，順便進行整修。
芝加哥號1943年1月初，修理完畢的芝加哥號離開舊金山，再度投入戰場前線。1月27日，他從努美亞起航，替一支開往瓜達康奈爾島的運兵船隊護航。在29日晚間，日本戰機對正位於瓜島南方的倫納爾島(Rennell island)的這支艦隊發動攻擊，兩枚魚雷擊中了芝加哥號，不但讓他失去動力，也造成極大的損害。在一旁的姊妹艦路易斯維號正拖著芝加哥號回航時，日軍的第二波攻擊開始了。路易斯維爾號不得不解開拖繩，自行戰鬥。幸運的是日機並沒有攻擊芝加哥號。第二天，企業號艦隊到達，企業號的拖船接過拖行芝加哥號的任務。但好景不長，日軍飛機又再一次襲擊了這支艦隊，雖然企業好的拖船儘量想把芝加哥號的船頭對準來襲的敵軍魚雷，但並沒有成功，幾枚魚雷擊中了芝加哥號。這隻船已無可挽救，艦長下令棄艦，船員們不得不面對大海和鯊魚。
朝鮮人民傳說
朝鮮海軍擊沉芝加哥的說法在國內流傳很廣，根據朝鮮人的說法是：1950年6月29日，美國重型巡洋艦“芝加哥”號(排水量13000噸)和2艘驅逐艦駛入朝鮮注文津海岸附近的海面，對朝鮮和平居民進行了野蠻的炮擊。朝鮮人民軍決定組織還擊。 7月1日深夜，派出4艘魚雷艇搜尋美艦，次日拂曉，發現美艦後，先後進行了五次攻擊。魚雷艇接近到離“芝加哥”號700至800米時，施放了2條魚雷，先後命中該艦的艏部和舯部，接著又一艘魚雷艇接近到離該艦500米時，再次命中一雷，該艦開始傾斜下沉。此時另一艘魚雷艇沖向美國的前導驅逐艦，在離該艦1000米時發射了一條魚雷，並重創該艦。殿後驅逐艦見援救“芝哥加”號無望，便掩護受傷的驅逐艦逃去。7月3日9時10分，“芝加哥”號下沉後葬身海底。
