“戰斧”導彈反艦型的射程為450公裏，彈頭裝藥454公斤，其射程與俄羅斯海軍的“遠射手”SS-N-19不相上下，主要擔負遠程反艦的作戰任務。由於美國海軍實力太強，要它上陣一顯身手的機會不是很多。其中程反艦的角色，理所當然地由著名的“捕鯨叉”反艦導彈來扮演。該彈布置在艦橋前端的01平台上，為2座四聯裝發射裝置。“捕鯨叉”射程130公裏/小時，為美國海軍的標準反艦武器。此外，在艦的首尾各有一座MK-45單管127毫米艦炮，可擔負輔助的對海任務。
防空武器
該艦首尾各有一座雙聯MK-26導彈發射裝置，主要發射“標準Ⅱ”型中遠程防空導彈和“阿斯洛克”反潛導彈。一般情況下裝“標準”導彈44枚，“阿斯洛克”導彈24枚。“標準Ⅱ”型防空導彈的射程為73公裏，製導精度很高。它的裝備不僅大大提高了該級艦自身的防空能力，還極大地增強了美海軍航母編隊的整體對空作戰效能；特別是增強了其在複雜電子對抗條件下遠距離抗擊敵反艦導彈攻擊的能力。
另外，艦上還裝有2座“密集陣”近防武器係統，用於超低空攔截突破了外層防線的來襲導彈。
反潛武器
美國海軍的巡洋艦一般都不以反潛作戰為主，該級艦也不例外。自八十年代在艦尾加裝了“戰斧”導彈發射裝置後，直升機已不再上艦。由MK-26發射裝置發射的“阿斯洛克”反潛導彈是其主要反潛裝備。此外，該艦還裝備有2座MK-32三聯裝反潛魚雷發射管，隻用於本艦的自衛。
指控係統和電子裝備
該級艦作戰指揮係統非常先進。其作戰情報中心位於艦橋下方，內設全集成的作戰指揮係統。該係統由7台UYK-7型計算機、19個操作顯控台和2個大型水平顯控台組成。它使用公用計算機進行各種數據處理；武器分配並入指控程序；所有計算機控製均在作戰情報中心內，這樣有利於提高信息交換率，完善武器協調，縮短反應時間。
該艦裝有SPS-48A三坐標對空警戒雷達、SPS-40B兩坐標對空雷達、SPS-55對海搜索雷達、SPS-51、SPS-60和SPQ-9A火控雷達、SQS-53艦殼聲納等。
艦用火控係統包括1套MK-74導彈火控係統、1套MK-86火炮火控係統和1套MK-116反潛導彈火控係統。其電子戰設備采用了AN/SLQ-32電子戰係統，該係統雖然沒有直接綜合進艦上指控係統，但其控製台集中設置在作戰情報中心內，可快速便捷地插入海軍戰術數據係統中。
該級艦原計劃建造8艘，後4艘準備安裝當時最新式的“宙斯盾”係統。但是，鑒於造價昂貴，同時也因為“提康德羅加”級已開始大量服役，後4艘的計劃終未實現。雖然因為沒有“宙斯盾”和VLS係統，“弗吉尼亞”級的作戰能力要略低於“提康德羅加”級，但做為美國海軍核動力導彈巡洋艦的最後“絕唱”，它還是有足夠實力再為美利堅賣一把力的。