Un bombardier Grumman TBM-3E Avenger de la flotte américaine VC-9 décolle de l'USS Natoma Bay le .
Le Natoma Bay commence sa carrière opérationnelle en transportant des avions et des militaires entre San Diego à Hawaï, avant de participer à l’invasion des îles Marshall. Pendant cette période, il prend part à des patrouilles aériennes et anti-sous-marines lors d'opérations menées autour des Marshall. En compagnie de plusieurs porte-avions d'escorte, le Natoma Bay soutient les frappes aériennes et la couverture de la Nouvelle-Irlande, opérant ensuite au large de la Nouvelle-Guinée où ses avions détruisent plusieurs installations japonaises de la zone. Il rejoint ensuite la baie de Manille avec sa force opérationnelle pour participer à la bataille de la mer des Philippines.
Après un passage à San Diego pour des entraînements et une révision, le bâtiment retourne dans le Pacifique Sud pour participer à l’invasion des Philippines. Il est présent pendant la bataille du golfe de Leyte où il participe à un assaut amphibie fournissant un soutien aux forces terrestres en plus de la couverture aérienne. S'ensuit une participation à la bataille de Samar, à l'assaut d'Iwo Jima, d'Okinawa et à de nombreuses autres batailles dans le Pacifique Sud, jouant un rôle clé dans chaque mission et invasion.
En 1945, le Natoma Bay est gravement endommagé après un typhon et prend la route de Guam afin d'y être réparé. Après un passage aux États-Unis et la capitulation japonaise, il achemine des soldats pendant l'opération Magic Carpet puis est transféré dans la flotte de réserve de l'Atlantique. Déclassé en 1958, il est vendu pour démolition l'année suivante.
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