为了能够通过巴拿马运河船闸，便于大西洋和太平洋之间的快速调动，以能通过巴拿马运河船闸的极限为准，采用限制船体最大宽度，拉长舰体的措施，但影响了适航性能。依阿华级重新设计了舰体，最大宽度被限制为33米，而舰体长度和吃水则被加大，舰体的长宽比达到8.2，而当时其它战列舰的长宽比大多不足7。其舰艏曲线与日本海军的大和级战列舰相似，但更加细长，有利于提高航速，但影响了适航性、机动性及炮火命中率。依阿华级舰长达到270.4米，舰体长宽比8.18:1，水线长宽比7.96:1，是历史上舰体最长的战列舰（大和级舰长仅263米）。首舰依阿华号在进行高速试航时，曾发现船艉有振动现象，经过水池试验后，依阿华级改用了两种不同螺旋桨，外舷轴螺旋桨直径5.563米，为4叶桨；内舷为5叶桨，直径5.182米，以此消除了振动现象。

装甲

装甲防护方面，依阿华级整体防护设计与南达科他级相当，仅次于大和级，舷侧主装甲带与主防雷装甲拼接为一体，厚度为307毫米（19度），水平装甲总厚度为222毫米（三层）。并结合多重水密隔舱和3层船底构成水下防鱼雷系统。在建造过程中特别增强了水平装甲防御能力,。主炮塔正面432毫米，顶部184毫米，背面241毫米，司令塔正面445毫米，顶部184毫米。是战后世界上装甲最厚的水面战舰，它的装甲足以承受1吨半重穿甲炮弹的轰击。整体防护水平在南达科他级的标准上有所加强，舷侧采用倾斜装甲，加强舰体水下防御能力，进一步增强了水平装甲。

依阿华级战列舰在保持南达科他级防护水平的基础上重点提高航速，搭载更大功率的动力装置。舰上动力装置由8座Babcock & Wilcox重油水管锅炉和4组通用电气电力式齿轮传动型蒸气轮机组成，采用四轴推进方式，总功率15.6万千瓦（21.2万匹马力）。Babcock & Wilcox的M型锅炉可提供每平方英吋600磅的压力（4,137 kPa; 42 kgf/平方厘米）、过热器提供最高温度华氏875度（摄氏468度），高压锅炉输出的动力效益与稳定度是二战战列舰中之首，在平常状态仅需4具锅炉便可达到27节航速，全功率下航速高达33节。是历史上主机功率最大、航速最高的战列舰。续航距离16600海里（15节），9600海里（25节）。

主炮副炮

主炮采用了轻量化的MK7型406毫米50倍口径主炮，由于应用了当时最先进的冶金技术，成功地将身管结构从MK2型的7层减少到2层，身管重量也降低了22吨，减至108吨。MK7型主炮内身管长度20.2米，有96条膛线，每25倍口径距离旋转一圈。该炮可发射MK8型穿甲弹，MK13、14型榴弹，MK19型人员杀伤弹。其中MK8型穿甲弹弹丸重1225公斤，内装炸药18公斤，初速762米/秒，射程（30度仰角）33.558千米，最大射程42千米，射速2发/分钟，俯仰范围为负2度到正45度。穿甲能力（对垂直均质钢装甲），炮口处为828毫米，18288米处为508毫米，27432米处为381毫米，在14.5海里的距离上可穿透381毫米的垂直装甲。发射药包为6个绢制药包，通常装药349公斤，火炮内身管寿命为300发。

装备3座三联装主炮塔，每座炮塔旋转部分重1730吨，舰艏方向呈背负式布置两座，舰艉方向布置一座。每座炮塔由77名官兵操纵，炮塔全部结构可以分成六层，分别是炮塔战斗室，旋转盘，动力室，上供弹室，下供弹室，供药包室。炮塔旋转时，六层一起转动。炮塔战斗室配备炮塔长和21名舰员。每个炮塔装备有一台基线长13.5米的光学测距仪，还有计算设备和装填机电机，装填机为链式结构，电机功率60马力，超负荷功率108马力，装填炮弹时，火炮仰角为5度。动力室有4名舰员，安装有1台功率为300马力（超负荷时可达到540马力）的电动机，使炮塔最大旋转速度达到4度/秒，俯仰电机为60马力，最大俯仰速度为12度/秒。上，下供弹室由旋转储弹盘，输弹机，固定储弹室三部分组成，每层由1名供弹室长和15名舰员负责，旋转储弹盘上可装载76发炮弹，固定储弹室有140发。两层供弹室共有3台输弹机，输弹速度可达3发/分钟，动作有三行程（从上供弹室）和四行程（从下供弹室）两种。供药包室共有18名舰员和1名室长，药包输送机由100马力电动机和油压设备提供动力，只须一个行程即可提升到炮塔（6个药包需分两组，且实战中为了延长火炮寿命，很少用最大射速和最大装药射击）。

副炮采用10座MK12型38倍口径127毫米口径双联装高平两用炮，炮塔布置在舰体中部两舷。初速792米/秒，射程15.2千米，对空射程11.4千米，射速15-22发/分，俯仰范围为负15度到正85度，可配备榴弹，穿甲弹，普通高射炮弹，无线电近炸引信高射炮弹，照明弹，人员杀伤弹等。初期副炮有MK37型射击指挥仪和MK12型雷达控制，后期雷达换为MK22型和MK32型。

对空防御

采用40毫米口径及20毫米口径机炮执行对空防御，火炮的数量各舰略有差别。各舰建成下水时，火炮配置为：四联装40毫米口径博福斯机炮15座（新泽西号是16座、密苏里及威斯康星号是20座），单装20毫米口径厄利孔式机炮60门（密苏里号及威斯康星号是49门）。

在1984年的改装中，各参与改装的舰艇，均拆除所有40毫米、20毫米口径机炮，改为4座20毫米口径MK-15密集阵近程防御武器系统，12.7毫米口径单管机枪8挺。

舰载机

舰艉两舷各安装一台弹射器，搭载三架水上侦查机。

在1984年的改装中，原来的水上飞机起重机及停放支架被拆除，换装上无人驾驶飞机弹射器以装备5架以色列生产的“先锋”型无人驾驶飞机；新增直升机起降平台，可停放4架直升机。

1984年，依阿华级进行了现代化改装，装备上的雷达系统有：AN/SPS-49 防空雷达、SPG-55F型127毫米炮瞄准雷达、AN/SPS-67 地面搜索雷达、AN/SPQ-9 海面搜索 / 火控雷达；电子战系统：AN/SLQ-32 AN/SLQ-25 Nixie 诱饵系统；卫星通信系统。

第二次世界大战太平洋战争期间，依阿华级战列舰主要参加太平洋海区的作战活动，以其高速性以及强大的高射火力伴随航空母舰特遣舰队和支援两栖登陆作战。相继参加了进攻日本的海上作战，其中包括菲律宾海海战、莱特湾海战，硫磺岛战役、冲绳战役以及炮击日本本土的战斗。

1943年3月22日，依阿华号服役，试航于切萨皮克湾进行。

1943年5月23日，新泽西号服役。试航行动在西大西洋和加勒比海完成。

1943年11月，依阿华号运载美国总统富兰克林·罗斯福参加德黑兰会议。

1944年，新泽西号加入太平洋舰队，先是作为美国第五舰队司令雷蒙德·斯普鲁恩斯的旗舰，后在在莱特湾海战中担任第三舰队司令威廉·哈尔西的旗舰，炮击过硫磺岛、冲绳岛。

1944年，依阿华号移师太平洋并加入太平洋舰队，期间参与马绍尔战役、马里亚纳群岛战役、莱特湾海战等战役。

1944年4月16日，威斯康星号服役，在切萨皮克湾完成海试并加入太平洋舰队，主要为盟军舰队提供强大的火力支援，参与过进攻日本的多次战役，炮击过日本本土。

1944年6月11日，密苏里号服役，在纽约对开海域和切萨皮克湾完成海试并加入太平洋舰队。太平洋战争中参与过硫磺岛战役和冲绳战役，并炮击过本州岛和北海道。

1944年9月6日，肯塔基号动工。原BB-66的船身编号原先也是指派给蒙大拿级战列舰2号舰俄亥俄号，因造舰计划的更变编号指肯塔基号。

1945年8月11日，伊利诺伊号终止建造。原BB-65的船身编号是指派给蒙大拿号，在二战中由于造舰计划更改，编号“BB-65”指派给伊利诺伊号。

1945年9月2日，时为第三舰队旗舰的密苏里号成为日本无条件投降签字仪式的地点，宣告日本正式投降；二战战后作为训练舰使用，直到朝鲜战争后。

1947年，肯塔基号终止建造。

1949年，依阿华号、新泽西号、威斯康星号编入预备役，退居二线，密苏里号象征性地保持现役。

1951年9月，依阿华号、新泽西号、威斯康星号重新加入现役，与密苏里号共同参加朝鲜战争，担负炮击朝鲜岸防目标的任务，战后作为训练舰使用。

1950年，肯塔基号的船体下水，以腾出位置给因搁浅事故受损的密苏里号，其后不断有部件被拆装至其他军舰上。

1956年，威斯康星号与艾登号驱逐舰相撞导致船首损毁，后来肯塔基号的舰首被移植到威斯康星号上。

1958年，伊利诺伊号被解体。

1958年，原肯塔基号舰体被卖给Boston Metals公司并被完全拆毁。

1958年3月，四艘依阿华级全部完成编入预备役并被封存在港口，其中密苏里号在封存期间对外开放。

1968年4月，越南战争爆发后，美国海军迫切需要一种火力强大、能够摧毁敌人岸上目标的军舰。新泽西号进行现代化改装后重返现役，新泽西号被重新启用并参加越南战争，为陆军提供火力支援。

1969年，新泽西号再次退役。

为了对抗70年代末期苏联海军的挑战，1981年至1989年间，美国总统罗纳德·里根提出“600艘舰艇海军”计划，大规模扩充海军。在他的支持下，四艘依阿华级经过大规模现代化改装后，再次重返现役。从1981年10月新泽西号进入长滩海军船厂开始，到最后一艘威斯康星号1989年2月改装完毕，共花费了7年半时间，每艘舰改装费用约3亿——4亿美元。此次改装的重点是加强对地对舰攻击能力，增强反潜防空能力，提高通信和电子设备的现代化水平和改善舰员的生活条件。舰上增设了四联装“战斧”巡航导弹8座、四联装“鱼叉”舰舰导弹4座、“密集阵”近程防御系统，及直升飞机起降平台；并设有无人驾驶飞机弹射器，装备5架“先锋”型无人驾驶飞机。

1980年，新泽西号重新服役。

1980年，依阿华号重新服役。

1984年，密苏里号重新服役。

1986年，威斯康星号重新服役。

1989年4月17日，依阿华号发生炮塔爆炸事故，造成47名水兵丧生。

1990年，依阿华号、新泽西号由于军费减少，再次退役封存。

1990年11月，威斯康星号、密苏里号开赴波斯湾参加海湾战争。

1991年2月8日，新泽西号接到退役通知，并从现役军舰名单中除名，抵达新泽西州卡姆登，成为一座浮动博物馆。

1991年9月30日，威斯康星号退役，移至国防后备舰队。

1992年3月31日，密苏里号退役，随后转移至夏威夷珍珠港。

1998年，密苏里号成为浮动博物馆。

2006年3月17日，依阿华号、威斯康星号被从现役军舰名单中除名。依阿华号被转移至萨斯湾的国防后备舰队的旧军舰群中，并被宣布将会成为一座浮动博物馆。威斯康星号存放在弗吉尼亚州诺福克的瑙蒂格斯海事博物馆中。

2012年7月4日，依阿华号于洛杉矶正式成为浮动博物馆。