從1941年起，日本海軍開始從改裝航空母艦轉變為直接建造航空母艦。1941年，日本決定建造一艘“飛龍”級改型航空母艦。1942年，決定建造一艘。“飛龍”級改型航空母艦的姐妹艦。後來，鑒於中途島海戰中損失了4艘航空母艦，日本人再次決定加速航空母艦的建造，將建造2艘“大風”型航空母艦的計劃改為建造5艘，之後又將幾艘郵船和2艘水上飛機母艦改裝成了航空母艦。再後，日本人甚至提出建造13艘“雲龍”型航空母艦的計劃，隻是因本國工業實在無法承受而未能實現。
為了能使商船隊少受德、意等國潛艇和水麵艦艇的襲擊，同盟國在1943年下半年開始建造了一種特殊的航空母艦——載機商船。載機商船是一種裝有簡易甲板的油船或糧食船，能攜帶3架～4架飛機。當時，共有6艘糧船和13艘油船改成了載機商船。載機商船一共參加了4000多個航次的航行。在這些航次的航行中，載機商船沒有擊沉過德國潛艇，也未能使德國潛艇及其他水麵艦艇得逞。載機商船的優點在於：既能運載，又能護航，戰後還能方便地改成商船。
比較而言，美國在建造航空母艦上最為狂熱，幾乎動員了全國所有能夠動員的造船力量來建造航空母艦，從而使航空母艦的數量急劇增加。到1945年初，美國已服役的航空母艦達52艘，正在建造的還有18艘。
前蘇聯海軍建造航空母艦的設想起源於1913年，當時沙哦海軍已於1910年在波羅的海和黑海兩地成立了海軍航空學校。當時，設想建造的航空母艦航速達30節，但因第一次世界大戰和國內革命的爆發而告吹。第一次世界大戰開始不久的1914年，沙俄海軍在黑海將兩艘5000噸級的貨輪改裝成了水上飛機母艦，每艦搭載水上飛機7架～8架。之後，一直未有真正的航空母艦誕生。直到軍隊進行大清洗後的1938年，庫茲涅佐夫任海軍總司令，製定了一項宏偉的海軍建設計劃：擬在10年內建造4艘航空母艦。這一計劃由於當時的領導人斯大林的不積極支持以及戰爭的影響而流產了。直到1944年，斯大林發現岸基飛機難以成為太平洋艦隊和北海艦隊的臂膀，再次決定建造4艘航空母艦和1400多艘小型艦船。不過，當時的前蘇聯卻不具備建造航空母艦的條件，向德國尋求援助又遭拒絕而再次未能建成航空母艦。第二次世界大戰結束時，前蘇聯從戰敗的德國獲得了一艘即將建成的“格拉夫茲伯林”號航空母艦。但在拖往列寧格勒的途中，突遇暴風而沉人大海，至此之後20年，前蘇聯一直未能建造航空母艦。
總的來說，航空母艦在第二次世界大戰期間獲得了迅速發展。航空母艦數量的急劇增加，必然導致航空母艦新艦型的不斷湧現，從而使航空母艦的性能也進一步優化。例如，第二次世界大戰期間設計建造的“愛塞克斯”級重型航空母艦、“中途島”級航空母艦、“巨人”號航空母艦以及“獨立”級航空母艦。“愛塞克斯”級航空母艦滿載排水量3638萬噸，總長2658米，航速達33節，配備航載飛機85架～100架。“中途島”級航空母艦是一種重型攻擊航空母艦，其滿載排水量61萬噸，航速33節，載有艦載飛機75架。這些重型航空母艦主要用於攻擊陸上目標、水麵艦船、水下潛艇等。“巨人”號航空母艦是英國建造的輕型航空母艦，其滿載排水量185萬噸，航速235節，載飛機35架～50架。“獨立”級航空母艦是美國建造的輕型航空母艦，其滿載排水量13萬噸，航速33節，載飛機45架。這些輕型航空母艦主要擔負艦艇編隊的防空、反潛任務。此外，其他國家也建有不少新型的航空母艦。據不完全統計，到第二次世界大戰結束時，各國新建和改建的航空母艦已逾200艘。
第二次世界大戰後期，各國還發展了一些夜戰航空母艦。夜戰航空母艦同常規航空母艦的作戰時間恰好相反這種軍艦上的戰鬥機由於在專用設備的輔助下，很小進行晝間飛行，而是將白天的時間留給飛行員休息或對飛機進行維護保養，夜間進行戰鬥或訓練。“獨立”級航空母艦的首艦在1944年裝備專用設備後，改裝成為世界上第一艘夜戰航空母艦。