С началом операций союзников в Северной Африке в Касабланку были направлены из США конвои с техникой и войсками для поддержки сил вторжения. 3 ноября 1942 г. “Арканзас” вышел из Нью-Йорка, осуществляя прикрытие крупного конвоя в Марокко, и вернулся в Нью-Йорк 11 декабря для некоторых дополнительных работ по модернизации и ремонта. Затем, со 2 по 30 января 1943 г. он проводил учебные стрельбы в Чесапикском заливе. С начала февраля по апрель “Арканзас” совершил 2 похода через океан для прикрытия конвоев в Касабланку. Вернувшись в Нью-Йорк в начале мая, прошел докование на верфи “Нью-Йорк Нэйви Ярд”, а 26 мая перешел в Норфолк. В течение четырех месяцев “Арканзас” служил учебным кораблем кадет, базируясь в Норфолке и оперируя, в основном, в Чесапикском заливе. Осенью, перебазировавшись в Нью-Йорк, корабль вернулся к выполнению привычной миссии эскортирования конвоев, 8 октября вышел в море, сопровождая конвой в Бангор (Ирландия), и вернулся в Нью-Йорк к 1 декабря. С 12 по 27 декабря “Арканзас” прошел ремонт в Нью-Йорке, а затем ушел в Норфолк, где и встретил Новый год. 19 января 1944 г. корабль вновь вышел в море с конвоем, направляющимся в Ирландию. Сопроводив транспорты к месту назначения, корабль повернул на обратный курс и 13 февраля прибыл в Нью-Йорк. После артиллерийской практики в бухте Каско 11 апреля он зашел в Бостон для небольшого ремонта, а 18 апреля снова вышел в Бангор. Прибыв к месту назначения, “Арканзас” приступил к активным тренировкам артиллерийских расчетов – с его 305-мм артиллерией предстояло сыграть важную роль в операции “Оверлорд” – вторжении войск союзников в Нормандию, которое намечалось на начало июня. 3 июня “Арканзас” совершил переход к французскому побережью.
Утром 6 июня, с началом вторжения, линкор подошел к Байе-де-ла-Сейн и занял позицию для обстрела в 2 милях от пляжа “Омаха”. В 05.52 “Арканзас” впервые открыл огонь по немецким береговым укреплениям. В течение всего дня он продолжал обстрел берега, уклоняясь от ответного огня и отражая атаки с воздуха. 13-го июня корабль сменил позицию, переместившись вдоль берега по направлению к Грандкэмпл Бэйнс. Затем 25 июня “Арканзас” вел огонь по немецким батареям у Шербура. Немцы активно отвечали, иногда накрывая линкор, но прямых попаданий не было. Союзнические войска усиливали давление и на следующий день заняли Шербур – не в последнюю очередь благодаря поддержке “Арканзаса”.
Выполнив свою задачу наилучшим образом, 26 июня корабль прибыл в Уэймут, а затем перешел в Бангор. Но отдых был кратким – союзники готовили операцию по вторжению в южную Францию, и после приема снабжения уже 4 июля корабль снова вышел в океан, направляясь в Средиземноморье. Пройдя Гибралтар, 10 июля линкор прибыл в Оран, а 21 июля перешел в Таранто, где находился до 6 августа, затем в Палермо, а 14 августа высадкой войск на участок побережья между Тулоном и Каннами началась операция “Наковальня” – давно ожидаемое вторжение в южную Францию. Уже 15 августа “Арканзас”, подойдя к побережью, открыл огонь из орудий главного калибра, поддерживая наступающие войска, и продолжал обстрел в течение двух суток. Выполнив поставленные задачи, линкор вернулся в Палермо, а затем – после короткого захода в Оран – с достоинством двинулся в обратный путь, в Соединенные Штаты и 14 сентября прибыл в Бостон.