1942年2月27日,兰利号载运P-40驱逐机至爪哇。原本的命令是在2月28日清晨进入港口。但由于日本的攻击部队已经接近爪哇,所以爪哇地区的指挥官要求兰利号尽速将飞机运抵爪哇港。 兰利号在27日的白天驶进爪哇港。27日上午被日机发现,兰利号曾提出空中掩护的要求,但并无回音。中午11:40,在离爪哇港南方120公里处,兰利号遭到9架一式陆攻的攻击,她被击中五次以及两个近接弹,造成16人阵亡,并引发无法扑灭的大火。兰利号在下午13:32分发出弃船命令,护航的两艘驱逐舰“英格索尔”号和“威珀尔”号把乘员救起后,以火炮与鱼雷将兰利号击沉。兰利号也成为了太平洋战场以及美国海军历史上第一艘被击沉的航空母舰。