“賓夕法尼亞”號戰列艦于1913年10月27日在維吉尼亞洲紐波特紐斯造船廠安放龍骨,1915年3月16日下水,同年6月12日服役。竣工時該艦排水量31400噸,裝有12門356毫米主炮,14門127毫米副炮,4門76毫米高射炮以及2具533毫米魚雷發射管。“賓夕法尼亞”號是該級艦首艦,同級艦為“亞利桑那”號。
“賓夕法尼亞”號服役后即加入大西洋艦隊,并成為艦隊旗艦。美國宣布加入第一次世界大戰后,“賓夕法尼亞”號由于燃油供應不足,未能赴歐洲參戰。一戰結束后,“賓夕法尼亞”號于1922年8月加入太平洋艦隊。1929年1月,“賓夕法尼亞”號駛入費城海軍工廠,開始了為期近2年之久的現代化改裝:重建上層建筑、加強裝甲、加裝高射炮、更新動力系統。該艦后于1931年5月完成改裝,8月重返現役狀態。
1941年12月7日,日軍襲擊珍珠港時,“賓夕法尼亞”號正在珍珠港海軍工廠的干船塢中維修。由于船塢的保護,“賓夕法尼亞”號躲過了致命的魚雷攻擊。但是該艦還是遭到了俯沖轟炸機的襲擊,所幸損傷輕微。“賓夕法尼亞”號在珍珠港事件中共有15人陣亡、14人失蹤、38人受傷。
1941年12月20日,“賓夕法尼亞”號駛離珍珠港前往舊金山進行現代化改裝。1942年4月該艦完成改裝,負責加利福尼亞洲的海岸防御。1943年5月,“賓夕法尼亞”號作為火力支援艦參加了阿留申群島兩棲登陸作戰。從此“賓夕法尼亞”號參加了一系列對日本反攻作戰,包括:夸賈林環礁、吉爾伯特群島、馬紹爾群島、馬里亞納群島等兩棲作戰。
1944年10月,“賓夕法尼亞”號作為火力支援艦參加了著名的萊特灣大海戰。在10月25日凌晨進行的蘇里高海峽夜戰中,“賓夕法尼亞”號同其它五艘老式戰列艦在巡洋艦、驅逐艦和魚雷艇成的配合下,擊沉了日軍“山城”號戰列艦,完成了海戰史上最后一次戰列艦會戰。

1945年8月12日,“賓夕法尼亞”號在沖繩海域遭到日本魚雷轟炸機襲擊,被枚魚雷擊中,艦體受重創,使20人陣亡。該艦在拖船協助下前往關島搶修,結束了戰斗旅程。1946年7月,該艦作為靶艦參加了比基尼環礁核試驗。1948年2月10日,該艦作為靶艦在夸賈林環礁被擊沉。該艦共獲得過8枚戰斗之星勛章。