沙利文于1943年2月6日开工，两月后即在沙利文兄弟的母亲主持下下水，并于9月30日服役。
　　1944年10月, 沙利文参加了莱特湾大海战
　　10月6日, 沙利文与友舰一同击退了近百架日机的猛烈空袭，多艘舰艇包括沙利文在22到25节时速下连续进行了38次编队规避转向，同时还保持着连续的防空火力。
　　10月16日，沙利文将118名因船体被空袭重创而遇难的休斯顿号重巡洋舰的舰员转移到了波士顿号重巡洋舰，同时英勇拦截了一支企图接近的日军水面舰艇部队，最终运送零件协助休斯顿号紧急损管修复。
　　10月20日, 沙利文加入了38特混舰队支援莱特湾登陆战。
　　10月25日，包括沙利文在内的34特混舰队被命令向北追击小泽的航母编队(诱饵)，沙利文被编入包括衣阿华号和新泽西号战列舰在内的快速打击编队。
　　12月18日， 沙利文参与了因眼镜蛇台风来袭而受损和沉没舰艇的搜救行动。
　　1944年12月到1945年1月，沙利文作为衣阿华号的伴随舰参与了护卫航母部队对台湾日军航空兵的空袭。
　　1945年2月。沙利文号参与了冲绳战役。
　　3月20日，沙利文号成功预警了日军的大规模空袭, 并在枪林弹雨中紧急救援被空袭重伤的哈尔西鲍威尔号驱逐舰 ，在空袭中沙利文不但多次探测到日军的多向空袭，还不断准确引导了企业号航母的战斗机进行拦截。
　　3月25日，沙利文在拦截空袭中同时协助转移了被神风特工队重伤的埃塞克斯级邦克山号航母的舰员。
　　之后沙利文返回军港翻修，却因此错过了日本投降。
　　1946年1月10日，翻修结束后的沙利文被转为太平洋舰队预备役。
　　1951年7月6日，沙利文被重新入役，并前往朝鲜执行对联合国军海运的护航任务。
　　1953年沙利文被调回美国，随后加入地中海的第六舰队。
　　1961年1月，沙利文号协助了美国核潜艇林肯号的海试，4月她参与支援美国水星计划的卫星发射任务。
　　1962年苏利文号作为现代驱逐舰样板被转为海军训练舰。
　　1962年10月古巴导弹危机中, 苏利文号参与了对苏联导弹运输船的拦截。
　　1963年沙利文号参与了事故沉没的美国核潜艇长尾鲨号的紧急搜救。
　　在其后一直到1964年, 沙利文号继续作为训练舰服务于美国海军。
　　1964年2月10日，澳大利亚海军的航海家号驱逐舰事故沉没，美国海军提出将沙利文号及姐妹舰川宁号租借给澳大利亚海军用于暂时替代，但澳大利亚皇家海军选择了接收英国皇家海军的勇敢级驱逐舰作为替代。
　　沙利文于1965年退役, 但一直呆在海军后备舰队直到70年代。
　　1977年，沙利文号和小石城号导弹轻巡洋舰，一同被捐赠给纽约州布法罗市的海军军事公园作为纪念舰陈列至今
　　1986年，沙利文号被美国政府列为国家历史纪念物。