1942年11月14日在瓜島戰役中，它作為威利斯 A 李海軍少將（Rear Admiral Willis A Lee）指揮的第64特混編隊的旗艦，在瓜島海戰（第四次薩沃島海戰）中，與日軍霧島號（Kirishima）單挑，並成功地擊沉了對方，這在美軍的歷史上是第一次也是唯一一次與敵艦單挑時擊沉對方同級別軍艦的戰例。同時，在同一場戰鬥中華盛頓號還擊沉了日軍驅逐艦綾波號（Ayanami），並在擊沉霧島號的同時又擊傷了日軍重巡洋艦愛宕號（Atago）和高雄號（Takao），迫使日軍炮擊編隊狼狽撤退。
擊沉霧島
李少將指揮的第64特混編隊，兵力編成是2艘戰列艦，包括旗艦華盛頓號以及南達科他號（BB-57 South Dakota），4艘驅逐艦（沃爾克號、普雷斯頓號、格溫號和本哈姆號）。1942年11月14日天黑後，李就率領他的艦隊駛過鐵底灣，前往埃斯佩蘭斯角，當軍艦通過鐵底灣時，海底下大量沉沒軍艦的鋼鐵殘骸強烈干擾了軍艦的羅盤，磁性羅盤的指針不停地來回亂擺，瓜島上吹來的陣陣涼風，不再是像過去那樣瀰漫著熱帶植物腐爛所引起的令人作嘔的惡臭，而是散發著金銀花的香味。這可是從來沒有過的，所以軍艦上的很多人都認為這是一種吉兆：勝利在望的預兆。美軍的隊形是以4艘驅逐艦為前導，2艘戰列艦在後，單縱列魚貫而行，從薩沃島東南通過。當美艦隊從薩沃島北水道進入鐵底灣時，被日軍橋本分隊發現，日軍便從後追趕，李少將推算日軍將在二十三時左右到來，就率領美艦隊繞著薩沃島巡邏，嚴陣以待，當從薩沃島東南轉向西面航行時，李少將的旗艦華盛頓號的雷達發現了日軍橋本分隊，李隨即下令向西轉舵，橫在日軍的航線上，作好迎戰準備，橋本分隊分兩路發起了攻擊，一路是川內號輕巡洋艦和敷波號、浦波號驅逐艦，從薩沃島東面進攻，另一路是綾波號驅逐艦，從薩沃島西面發動偷襲。日軍還以為美軍艦隊不過是巡洋艦和驅逐艦組成的，川內號自不量力向美艦逼近，直到美軍戰列艦的406毫米重炮的炮彈落在日艦旁邊掀起巨大的水柱，這才意識到美軍根本不是巡洋艦，而是強大的戰列艦，橋本一面向近藤報告，一面下令施放煙幕，帶著三艘日艦急速撤退。而綾波號就沒那么幸運了，美軍通過雷達早已發現了它的行動，迅速轉移火力，對它進行集中射擊，綾波號接連中彈，引起兩次爆炸後沉沒。這時，日軍木村編隊的五艘軍艦也從薩沃島西側駛來，這五艘日艦緊靠著薩沃島航行，巧妙隱蔽在薩沃島的雷達回波中，沒被美軍雷達及時發現，突然向美艦開火，並發射魚雷，美軍前衛的四艘驅逐艦被打了個措手不及，還來不及做出反應，沃爾克號和普雷斯頓號就被擊沉，格溫號和本哈姆號則受到重創，失去戰鬥力。在驅逐艦後面的戰列艦華盛頓號向左轉向，南達科他號向右轉向，以避開前面失去控制的驅逐艦。這就使美軍的兩艘戰列艦在無奈中分散開，陷入各自為戰的被動局面。 原本近藤以為橋本和木村兩支分隊對付美軍的巡洋艦和驅逐艦編隊是綽綽有餘的，所以自己率領本隊和另外兩艘驅逐艦在薩沃島西北巡航，全力準備炮擊機場而並不是投入海戰。但當得到發現美軍戰列艦的報告後，才急忙趕來參戰。日軍首先用探照燈照住南達科他號，立即使用魚雷和艦炮進行集中攻擊，南達科他號正巧電路發生故障，炮塔失去動力無法開火，全靠靈活的機動才躲過了魚雷攻擊，卻被多發大口徑炮彈命中，上層建築被打得面目全非，不得不向西南撤退。這樣，李就剩下了旗艦華盛頓號一艘軍艦，儘管以寡敵眾，但李毫不畏懼，憑藉著性能優異的雷達，華盛頓號準確測定了日艦的位置，隨即在雷達指引下實施了精確射擊，日軍霧島號戰列艦在短短七分鐘裡就被擊中九發406毫米炮彈和四十發127毫米炮彈，船艙多處起火，舵機失靈，很快喪失了戰鬥力。華盛頓號在以全部406毫米主炮和部分127毫米副炮轟擊霧島號的同時，還以部分127毫米副炮轟擊其他日艦，日軍重巡洋艦愛宕號和高雄號都被擊傷，為了把南達科他號附近的日艦引開，李指揮華盛頓號先向西北航行，日艦在其右後方追擊一段時間後，近藤見美艦炮火非常兇猛難以取得勝利，主力艦霧島號又受到重創，不得不放棄炮擊機場的計畫，於15日凌晨三時下令施放煙幕退出戰鬥。李緊追不捨，直到日軍驅逐艦回過頭來向他發射魚雷，已經沒有驅逐艦掩護的李才折回去與南達科他號會合，掩護南達科他號撲滅大火，搶修破損。霧島號因為舵機失靈，傷勢嚴重，無法跟隨近藤撤退，又擔心天亮後遭到美軍飛機的攻擊，就在15日凌晨1時23分打開海底閥自沉。這是太平洋戰爭唯一一次由1艘戰列艦獨力擊沉敵方戰列艦的戰例。日軍的朝雲號驅逐艦也因傷勢太重而沉沒。華盛頓號戰列艦
北卡羅來納級戰列艦線圖
華盛頓號戰列艦
華盛頓號戰列艦
華盛頓號戰列艦
華盛頓號戰列艦