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.
23 июня «Индианаполис» вернулся к Сайпану, возобновив огневую поддержку сухопутных войск. Через 6 суток крейсер перешел к острову Тиниан, где начал бомбардировку береговых объектов противника. Между тем, десантные части захватили остров Гуам, и «Индианаполис» стал первым американским кораблем, пришедшим в порт Апра. Крейсер оперировал в водах Марианских островов в течение нескольким недель, а затем направился к Западным Каролинам, где планировались новые десантные операции.
С 12 по 29 сентября «Индианаполис» бомбардировал японские позиции на острове Пелелиу в группе островов Палау, а затем перешел к острову Манус в группе островов Адмиралтейства. Пробыв там 10 дней, крейсер направился к Западному побережью США для производства ремонта на верфи ВМС острова Мар.
Проходя ремонт, «Индианаполис» 14 февраля 1945 года вошел в состав соединения быстроходных авианосцев вице-адмирала Марка Митчера, Это самолеты Митчера за двое суток до этого нанесли первый воздушный удар по Токио со времен знаменитого рейда Дулиттла в апреле 1942 года. Действия авианосцев обеспечивали прикрытие при высадке американского десанта на остров Иво-Дзима, назначенного на 19 февраля, не давая возможности авиации противника помещать этой операции с авиабаз островов японской метрополии.
При подходе к японским берегам была достигнута полная тактическая внезапность, и удары наносились в течение двух суток. В ходе боев 16 и 17 февраля американцы потеряли 49 палубных самолетов со своих авианосцев, уничтожив при этом в воздухе и на земле 499 самолетов противника, то есть в 10 раз больше. Кроме того, были потоплены японские авианосец, эсминец, 9 кораблей береговой обороны, 2 эскортных миноносца и транспорт-сухогруз. Были уничтожены ангары. мастерские, цеха и много других аэродромных сооружений. В двухдневных боях тяжелый крейсер «Индианаполис» играл важную роль, обеспечивая прикрытие авианосцев.