衣阿華號戰列艦的誕生源自於美國海軍制定的「橘色計劃」。在「橘色計劃」中,美國在西太平洋前哨基地(如菲律賓、關島)將會被日軍攻陷,美軍將直接放棄該地區,退守西海岸,防守反擊。美國海軍擔心,在這期間,日軍的高速戰列艦(即金剛級戰列巡洋艦)會襲擊美國海軍的後勤線,而美國海軍當時裝備的科羅拉多級戰列艦的最高航速只有21節,相比起改裝後最高航速可達30節的金剛級戰列巡洋艦,科羅拉多級21節的航速就顯得十分的雞肋。儘管在一戰結束後,美軍開始了新型戰列艦的建造工作,但隨著1922年《華盛頓海軍條約》的籤署與海軍假日的到來,原定建造的6艘裝備8門16英寸(406毫米)主炮,航速高達33.25節的43500噸級戰列巡洋艦列剋星敦級與第一代南達科他級戰列艦的建造工作被迫停止,已經建造了艦體的兩艘列剋星敦級也被改為了航空母艦。不過,在同一時期的列強海軍混的也和美國海軍差不多。日本僅完成了兩艘長門級戰列艦,英國則完成了兩艘納爾遜級戰列艦的建造工作,同為列強的法國和義大利均因財政問題而放棄了戰列艦建造。在《華盛頓海軍條約》期滿後,列強又籤署了《倫敦海軍條約》,並規定了戰列艦的噸位不得超過35,000噸,主炮口徑不得超過14英寸(356毫米)。雖然在戰列艦的建造上,美國海軍不願意放棄開發已久的16英寸火炮,但美國海軍還是遵守了條約對於噸位的限制,這便造就了北卡羅來納級戰列艦與南達科他級戰列艦。
20世紀30年代中後期,由於情報顯示,當時歐洲的條約戰列艦都不足以對南達科他級戰列艦造成威脅,因此,美國海軍建造與維修局決定繼續在條約範圍內考慮美軍下一代戰列艦的設計。但隨著30年代末期,日本新銳戰列艦的出現讓美軍改變了想法。1938年,美軍引用倫敦海軍條約中的自動調整條款,將噸位限制放寬至45000噸。在託馬斯·C·哈特海軍上將帶領下,美國海軍很快便擁有了最初的計劃,該設計計劃裝備12門16英寸/45倍徑Mark 6或9門18英寸(457毫米)主炮,但在1938年3月31日的會談中,美軍決定該艦還要擁有更強的裝甲和更強的主機,以達到南達科他級的27節速度。隨即,18英寸主炮的方案被放棄,該方案最終便成為了蒙大拿級戰列艦,並且只停留在了紙面計劃。另一方案是由建造修理局的設計所,在 A.J. 錢特裡上校帶領下進行的,提出了裝12門16英寸炮或20門12英寸炮的「巡洋艦殺手」方案,能通過巴拿馬運河,達到35節航速和15節下20,000海裡航程的要求,最終確定排水量為50,940長噸(51,760噸),但是錢特裡上校發現該方案的裝甲只能承受203毫米的炮彈,並最後演變出了A、B、C三種不同的改進方案,三個方案都加強了裝甲並把副炮換成150毫米炮。其中,"A" 方案最大,為60,010噸,只有它還保留了4座炮塔裝12門16英寸炮的設計。它的航速達到32.5節。"B"方案為最小的53,553噸;航速亦是32.5節,有9門16寸主炮。 "C"方案則增大了75,000馬力來達到35節的初始要求。同時還增加主機和增長裝甲帶(156米,而B方案是151米),使它達到56,666噸。
1938年5月,美國國會通過第二次文森法案,要求「將美國海軍實力擴充兩成」。它更新了34年的文森-特拉梅爾法案和36年的海軍法案,為衣阿華級建造提供了資金。戰列艦設計總委員會要求新型戰列艦不裝配南達科他級的MK6型16英寸/45倍徑火炮,而裝備上1920年代取消的列剋星敦級戰列巡洋艦和南達科他級戰列艦留下的MK2型50倍徑火炮,這時該艦已經超過了45,000噸的限制,達到了47,298噸。當設計進入6月的最後階段時,當建造修理局正在實現原先的炮塔座設計時,而兵器局卻提出了一個更大的炮塔座方案,它實際上不可能在現有的排水量下上艦。總委員會的一名成員驚訝地問兵器局「是否還有常識」幸而兵器局完成了重量更小的MK7型50倍徑火炮設計從而使得炮塔座維持原尺寸。當衣阿華號於1940年6月下水時,排水量為46,609噸,超重約2%。而1943-1944年,衣阿華號服役後,由於電子設備、防空武器與裝甲的增加,標準排水量增加至48,592噸,滿載排水量達58,460噸。
衣阿華級戰列艦在保持南達科他級戰列艦的防護水平的基礎上搭載更大功率的動力裝置,提高了航速。該級艦搭載的巴布科克 & 威爾科克斯企業的M型鍋爐可以讓衣阿華級的高壓鍋爐輸出的動力效益與穩定度是二戰戰列艦中之首,在平常狀態僅需4具鍋爐便可達到27節航速,全功率下航速高達33節。衣阿華級亦是歷史上主機功率最大、航速最高的戰列艦。衣阿華號安裝了3座三聯裝主炮塔,艦橋前呈背負式安裝兩座,艦橋後安裝一座。採用Mk 7型50倍口徑406毫米主炮,其發射的Mk8型穿甲彈在14.5海裡的距離上可穿透381毫米的垂直裝甲,射速為2發/分,高於當時的大多數戰列艦主炮。高炮為10座雙聯裝38倍127毫米高平兩用炮,配備無線電近炸引信,對空射程6海裡。此外裝備大量盟軍制式的56倍口徑40毫米「博福斯」和70倍口徑20毫米「厄利孔」高射機炮。衣阿華級整體防護水平在南達科他級的標準上有所加強,舷側採用傾斜裝甲,加強艦體水下防禦能力,並進一步增強了水平裝甲。
衣阿華號戰列艦的龍骨於1940年6月在紐約海軍造船廠安放。並於1942年8月27日下水,由伊洛·華萊士(時任美國副總統亨利·華萊士的妻子)進行剪彩,並於1943年2月22日服役,艦長為海軍上校約翰·麥克裡亞。1943年2月24日,衣阿華號開始了在切薩皮克灣和大西洋沿岸的海試。衣阿華號於同年8月27日前往紐芬蘭的阿真舍,以應對在挪威海域活動的脾斯麥級戰列艦二號艦提爾皮茨號。衣阿華號於10月25號結束任務,返回諾福克的海軍基地進行了兩周的維護。
1943年11月12日,衣阿華號與由驅逐艦組成的護航艦隊會和,啟程運送時任美國總統富蘭克林·羅斯福前往北非參加德黑蘭會議。為了方便羅斯福總統,該艦還專程在艦上建造了一個浴缸。(羅斯福在癱瘓後無法正常使用淋浴設施)
11月13日上午,艦隊中的威廉·D·波特號驅逐艦(DD-579)的3號鍋爐無故發生管道爆裂,航速下降,並且一度掉隊。同日,在對鍋爐的維修結束後,剛剛跟上艦隊的波特號因為顛簸的海況,讓船尾的一枚深水炸彈意外落入海中,並在艦隊中央爆炸。在無線電靜默的情況下,遵循規則的波特號未能傳達爆炸的真正原因。結果,本身就十分警惕,草木皆兵的艦隊立刻開始規避運動,並以為遭到了德軍U艇的魚雷攻擊,所幸事件中未有人員傷亡。
1943年11月14日,在羅斯福總統的提議下,艦隊實施了一次防空反潛聯合演習。衣阿華號戰列艦釋放了一些氣象觀測氣球作為標靶,並且用她的高射炮擊落了其中的大多數,其餘的氣象觀測氣球被周圍包括波特號在內的護航艦隻擊落。隨即,驅逐艦隊以衣阿華號戰列艦為假想敵,進行模擬魚雷射擊演習。由於負責波特號魚雷發射工作的魚雷長的一時疏忽,忘記移除2號發射管上的底火。結果,波特號的2號魚雷發射管發射了一枚Mk 15型魚雷,直奔5,500米外的衣阿華號戰列艦而去。所幸警告及時,並未造成傷亡。據野史記載,在這之後,衣阿華號曾一度將她的主炮對準波特號,懷疑這艘小船上有人密謀刺殺總統。在這次事故後,波特號被兩艘驅逐艦押送至百慕達的海軍基地進行審查,而衣阿華號則順利地完成了任務,並於12月26號將時任美國總統羅斯福送回美國。羅斯福在離開前向船員們發表了講話:「據我所見所聞,衣阿華號是一艘「快樂的船」,在海軍服役多年,我知道,你也知道這意味著什麼……祝你們好運,記住我在精神上與你們同在,與你們每一個人同在。」
作為戰列艦第七師的旗艦(BatDiv 7),衣阿華號於1944年1月前往太平洋戰區,於1月7日通過巴拿馬運河。從1月29日至2月3日,她支援弗雷德裡克·C·謝爾曼海軍少將的58.3特遣小組(TG 58.3)對誇賈林和埃尼威託克環礁進行了空中打擊。她的下一個任務是支援對位於加羅林群島的日軍重要基地特魯克的空襲。衣阿華號與其他艦艇一起,於1944年2月16日脫離支援小組,在特魯克周圍進行了一次反艦掃蕩,目的是摧毀逃往北方的日軍艦船。
2月21日,衣阿華號參與在馬裡亞納群島對塞班島、天寧島、羅塔島和關島進行首次打擊。在這次行動中,衣阿華和同級艦新澤西一起擊沉了日本輕巡洋艦香取號,這艘巡洋艦在美國空襲特魯克群島的行動的前一天逃離了此地。
1944年3月18日,衣阿華作為威利斯·A·李上將(Willis A. Lee,太平洋戰列艦司令)的旗艦,加入了對馬紹爾群島米利環礁的轟炸。儘管衣阿華被兩枚120毫米的炮彈擊中,但損傷微乎其微。隨後,她於3月30日重返第58特遣艦隊,參與支援對帛琉群島和卡羅琳群島的沃萊艾島的空襲。衣阿華號於4月29日和30日參加了美軍對特魯克的第二次打擊,並於5月1日炮轟了日本在卡羅琳的波納佩的設施。在馬裡亞納海戰中,衣阿華取得了幾個戰果,並且參與支援了美軍在關島、佩利略等地的登陸行動。在雷伊泰灣海戰中,衣阿華號亦未取得任何戰果。
12月18日,當第38特遣艦隊在海上補給燃料時,意外地遇到了「眼鏡蛇」颱風。這次颱風摧毀了三艘驅逐艦,還有一艘巡洋艦、五艘航空母艦和三艘驅逐艦嚴重受損。在颱風中,衣阿華號的轉軸受損,並於1945年1月15日返回舊金山進行維修。衣阿華號封閉了艦橋,並且加裝了新的搜索雷達和火控系統。衣阿華號在戰爭末段炮擊了東京工業設施,並參與、見證了隨後的一系列受降活動,在受降活動結束後參與魔毯行動,搭載美軍戰俘回國。衣阿華號於1949年3月24日第一次退役。並且在1951年重返現役,參與韓戰。1958年衣阿華號再次退役封存。1960年代越戰時期,衣阿華號亦沒有重新服役。
1981年,裡根當選新任美國總統,並提出「六百艦隊」擴軍計劃,大規模擴充海軍,以壓制蘇聯。衣阿華號因而重新復修,並進行大規模現代化改建,包括裝設戰斧巡航飛彈及魚叉飛彈發射器,以及密集陣近程武器系統。1984年衣阿華號再次重返現役,併集中在大西洋、地中海與波斯灣巡航。1987年兩伊戰爭期間,衣阿華號參與摯誠意志行動,協助保護科威特的油船免遭兩伊攻擊。1989年,衣阿華號的其中一管主炮在演習中意外爆炸,造成47人死亡。衣阿華號受損的艦炮自此未再復修,而1990年8月爆發的海灣戰爭,衣阿華號亦沒有參與。
1990年10月,衣阿華號最後一次從海軍退役,一度在1995年除籍。其時國會憂慮海軍將在四艘衣阿華級退役後喪失艦炮火力支援能力,故通過法案,限令海軍至少保留兩艘衣阿華級於船籍之內。海軍起初選擇保留新澤西號及威斯康辛號,不過到了1999年,新澤西號因要捐贈予民間團體作博物館艦,海軍因而將衣阿華號重新列入船籍。2006年,當時美國海軍部長以行政權力將衣阿華號除籍,使其可用作捐贈,但海軍與地方政府及民間組織一直未能達成捐贈共識。要到2011年,衣阿華號的捐贈計劃才得以落實,最後於2012年被改造為浮動博物館,在洛杉磯開放。