Тяжелый крейсер «Индианаполис» был заложен 31 марта 1930 года на заводе фирмы «Нью-Йорк Билдинг Корпорейшн», в городе Кэмден, штат Нью-Джерси. Корабль был спущен на воду 7 ноября 1931 года. Крестная — Люси Таджерт, дочь бывшего мэра Индианаполиса.
Крейсер был введен в строй на верфи ВМС в Филадельфии 15 ноября 1932 года. Первый командир — капитан 1-го ранга Смилли. До 23 февраля 1933 года «Индианаполис» проводил испытания в Атлантике и бухте Гуантанамо, а затем, пройдя Панамский канал, начал поход вдоль Чилийского побережья.
Пройдя послеиспытательный ремонт на верфи ВМС в Филадельфии, крейсер направился в Мэн, к острову Кампобелло, где 1 июля 1933 года принял на борт Президента Рузвельта. Выйдя в тот же самый день в море, корабль через двое суток прибыл в Аннаполис, где принял на борт шесть министров нового кабинета.
4 июля, высадив на берег Президента, «Индианаполис» вернулся на верфь ВМС в Филадельфии.
6 сентября на крейсере поднял флаг министр ВМС США Клод Свэнсон, направлявшийся в инспекционную поездку по военно-морским базам Тихого океана. Крейсер посетил Зону Панамского капала, военно-морские базы в Сан-Педро и Сан-Диего, а также Гавайские острова. 27 октября министр в Сан-Диего покинул крейсер, а 1 ноября 1933 года «Индианаполис» стал флагманским кораблем разведывательных сил Тихоокеанского флота. Приняв участие в маневрах у Западного побережья США, крейсер 9 апреля 1934 года покинул Лонг-Бич и 29 мая прибыл в Нью-Йорк, где снова принял на борт Президента Рузвельта для предстоящего смотра флота.
18 ноября 1936 года «Индианаполис» снова принял на борт в Чарльстоне Президента Рузвельта, который намеревался совершить визиты в ряд латиноамериканских стран. После визитов Президента в Рио-де-Жанейро, Буэнос-Айрес и Монтевидео крейсер 15 декабря вернулся в Чарльстон, где высадил на берег Рузвельта и сопровождающих его лиц.
Растущая международная напряженность вынудила командование американского флота увеличить интенсивность учений и боевой подготовки на случай возможной агрессии против Соединенных Штатов.
После внезапного нападения японской авиации на Перл-Харбор «Индианаполис» был включен в состав 12-го оперативного соединения, в составе которого вел поиск японских авианосцев, находившихся, по сообщениям разведки, в районе Гавайских островов.
13 декабря 1941 года крейсер прибыл в Перл-Харбор, где вошел в состав 11-го оперативного соединения и начал подготовку к боевым действиям с японцами.
Первые боевые действия «Инианаполис» провел в южной части Тихого океана, в контролируемых противником водах, примерно в 350 милях южнее Рабаула. Вечером 20 февраля 1942 года американские корабли были атакованы восемнадцатью двухмоторными японскими бомбардировщиками, летевшими двумя волнами. В последовавшем бою 16 самолетов противника были сбиты истребителями с авианосца «Лексингтон» и точным зенитным огнем с кораблей охранения. Позднее были уничтожены два японских гидросамолета, пытавшихся осуществить слежение за американским соединением.
10 марта Оперативное соединение, усиленное авианосцем «Йорктаун» атаковало японские базы Лае и Саламоа на Новой Гвинее, где противник сосредоточил крупные десантные, силы. Палубные самолеты с американских авианосцев достигли полной внезапности, подойдя к целям с юга над горным хребтом Оуэн Стэнли. Им удалось нанести тяжелые повреждения боевым кораблям и транспортам противника. При этом американские истребители сбили много японских самолетов, пытавшихся защитить свои базы от удара с воздуха.
После этого боя «Индианаполис» вернулся в Соединенные Штаты для ремонта и модификации, проэскортировал конвой, направлявшийся в Австралию. Затем крейсер поспешил в северную часть Тихого океана, где высадка японцев на Алеутские острова значительно осложнила обстановку. Погода в районе Алеутских островов всегда была очень тяжелой: холода, туманы, штормы, сильные ветры, дожди и снежные бураны.
7 августа 1942 года соединение, в состав которого был включен «Индианаполис», подошло к главному японскому опорному пункту на Алеутах: острову Кыска и, воспользовавшись временным улучшением погоды, начали бомбардировку этого острова, маневрируя в предательских водах среди не отмеченных на картах рифов. Несмотря на довольно плотный туман, самолеты-корректировщики, катапультированные с крейсеров, доложили о потоплении нескольких кораблей противника в порту и о бушующих на берегу пожарах. Подход американских кораблей был настолько внезапным, что японские береговые батареи начали отвечать только через 15 минут. Некоторые из них вели зенитный огонь, полагая, что подверглись удару с воздуха.
На сцене боя появились японские подводные лодки, но были отогнаны глубинными бомбами американских эсминцев. Зенитным огнем с кораблей была сорвана попытка противника атаковать соединение с воздуха. Несмотря на то, что точных результатов бомбардировки выяснить не удалось, операция была признана успешной. Но она также продемонстрировала необходимость иметь базу вблизи захваченных японцами островов.
В связи с этой необходимостью американцы в конце месяца заняли остров Адак, обеспечив себя базой для рейдов надводных кораблей и авиации вдоль всей цепи Алеутских островов. В январе 1943 года «Индианаполис» входил в состав сил поддержки при оккупации Амчитки, еще одной базы на Алеутах. Ночью 19 февраля 1943 года, когда «Индианаполис» вместе с двумя эсминцами патрулировал воды юго-западнее острова Атту, чтобы не допустить подвоза подкреплений к захваченным противником островам, он обнаружил японский транспорт «Акагане-мару». Поняв, что ему уже не уйти, транспорт открыл огонь по «Индианаполису». В ответ крейсер обстрелял транспорт 203-мм снарядами. Японский транспорт, который, как оказалось, был нагружен боеприпасами, взорвался и затонул со всем экипажем.
Весну и лето 1943 года «Индианаполис» продолжал оперировать в Алеутских водах, занимаясь проводкой конвоев и артиллерийской поддержкой десантных операций. В мае был отбит у японцев захваченный остров Атту. После этого все внимание было сконцентрировано на острове Кыска — последнем оплоте японцев на Алеутах. Однако еще до высадки американцев 15 августа японцам удалось под прикрытием тумана и непогоды эвакуировать весь гарнизон острова.
Пройдя ремонт на острове Мар, «Индианаполис» направился в Перл-Харбор, где стал флагманским кораблем командующего 5-м флотом вице-адмирала Раймонда Спрюэнса.
10 ноября 1943 года «Инцианаполис» вышел из Перл-Харбора в составе главных сил, участвовавших в операции «Гальваник» — вторжении на острова Джильберта. 19 ноября «Индианаполис» в составе отряда крейсеров бомбардировал атолл Тарава, а на следующий день — остров Макин. Затем крейсер вернулся к Тараве, где обеспечивал непосредственную огневую поддержку высадившимся войскам. В этот день зенитчики «Индианаполиса» сбили еще один самолет противника. В течение трех суток орудия тяжелого крейсера бомбардировали Тараву, пробивая дорогу морской пехоте, ведущей ожесточенные и кровавые бои с фанатичными японскими защитниками атолла.
Сразу же после занятия островов Джильберта последовал захват Маршалловых островов. «Индианаполис» снова стал флагманским кораблем 5-го флота. 31 января 1944 года он встретился с остальными кораблями соединения у Таравы, войдя в отряд тяжелых крейсеров, который подверг бомбардировке острова атолла Кваджелейн. В ходе этих бомбардировок «Индианаполис» привел к молчанию две береговые батареи противника, а также уничтожил несколько японских укрепленных пунктов. 4 февраля крейсер вошел в лагуну Кваджелейна и оставался там до полного прекращения японского сопротивления.
В течение марта и апреля 1944 года «Индианаполис», оставаясь флагманским кораблем 5-го флота, принимал участие в атаках на Западные Каролины. 30–31 марта самолеты с американских авианосцев нанесли удар по островам Палау, стремясь уничтожить японские транспорты, сосредоточенные в бухтах этих островов. Им удалось потопить 3 эсминца, 17 транспортов и танкеров, а также повредить еще 17 кораблей и судов. 31 марта был нанесен удар по островам Яп и Улити, а 1 апреля — по атоллу Волеай.
В течение этих трех дней японские самолеты несколько раз пытались атаковать корабли американского ударного соединения, но были отогнаны, не добившись никаких результатов. Зенитчикам «Индианапслиса» удалось сбить японский торпедоносец, а всего в этих боях противник потерял в воздухе и на земле 160 самолетов. Эти удары предотвратили все попытки японцев помешать, используя базы Западных Каролин, высадке американцев на Новой Гвинее.
В течение июня 1944 года 5-й флот принимал активное участие во вторжении на Марианские острова. 11 июня палубные самолеты нанесли воздушные удары по Сайпану, а с 13 июня к бомбардировке острова приступили надводные корабли, в числе которых находился и «Индианаполис». 15 июня, в день высадки на Сайпан американской морской пехоты, адмирал Спсрюэнс получил сообщение, что крупный флот противника, включавший линкоры, авианосцы, крейсера и эсминцы, двигается в южном направлении, имея своей целью деблокировать японские гарнизоны на осажденных Марианских островах. Поскольку главной задачей 5-го флота являлось прикрытие десантной операции на Сайпан, адмирал Спрюэнс не мог увести мощные соединения своих надводных кораблей слишком далеко от архипелага. Авианосцам было приказано встретить японский флот, а вместе с тем нанести удары по аэродромам противника на островах Иво-Дзима и Чичи-Дзима, а также на островах Бонин и Волкано, с которых исходила потенциальная угроза воздушного нападения.
19 июня противоборствующие флоты встретились в Филиппинском море. Японцы рассчитывали использовать для самолетов со своих авианосцев аэродромы на островах Тиниан и Гуам, где те могли заправиться горючим и перевооружиться, а затем нанести удар по американским кораблям, блокирующим острова. Они были встречены истребителями-перехватчиками, взлетевшими с американских авианосцев и шквальным зенитным огнем кораблей сопровождения.
В этот день японцы потеряли 402 самолета, а американцы — только 17. Крейсер «Индианаполис», который действовал в составе соединения, наносившего удары по японским авиабазам на островах Иво-Дзима и Чичи-Дзима, сбил зенитным огнем один торпедоносец противника. Захватив господство в воздухе, самолеты с американских авианосцев нанесли удар по отходящим кораблям японского флота, потопив два авианосца, два эсминца и один танкер противника, а также нанесли тяжелые повреждения другим кораблям.