沙利文于1943年2月6日開工，兩月后即在沙利文兄弟的母親主持下下水，并于9月30日服役。
　　1944年10月, 沙利文參加了萊特灣大海戰
　　10月6日, 沙利文與友艦一同擊退了近百架日機的猛烈空襲，多艘艦艇包括沙利文在22到25節時速下連續進行了38次編隊規避轉向，同時還保持著連續的防空火力。
　　10月16日，沙利文將118名因船體被空襲重創而遇難的休斯頓號重巡洋艦的艦員轉移到了波士頓號重巡洋艦，同時英勇攔截了一支企圖接近的日軍水面艦艇部隊，最終運送零件協助休斯頓號緊急損管修復。
　　10月20日, 沙利文加入了38特混艦隊支援萊特灣登陸戰。
　　10月25日，包括沙利文在內的34特混艦隊被命令向北追擊小澤的航母編隊(誘餌)，沙利文被編入包括衣阿華號和新澤西號戰列艦在內的快速打擊編隊。
　　12月18日， 沙利文參與了因眼鏡蛇臺風來襲而受損和沉沒艦艇的搜救行動。
　　1944年12月到1945年1月，沙利文作為衣阿華號的伴隨艦參與了護衛航母部隊對臺灣日軍航空兵的空襲。
　　1945年2月。沙利文號參與了沖繩戰役。
　　3月20日，沙利文號成功預警了日軍的大規模空襲, 并在槍林彈雨中緊急救援被空襲重傷的哈爾西鮑威爾號驅逐艦 ，在空襲中沙利文不但多次探測到日軍的多向空襲，還不斷準確引導了企業號航母的戰斗機進行攔截。
　　3月25日，沙利文在攔截空襲中同時協助轉移了被神風特工隊重傷的埃塞克斯級邦克山號航母的艦員。
　　之后沙利文返回軍港翻修，卻因此錯過了日本投降。
　　1946年1月10日，翻修結束后的沙利文被轉為太平洋艦隊預備役。
　　1951年7月6日，沙利文被重新入役，并前往朝鮮執行對聯合國軍海運的護航任務。
　　1953年沙利文被調回美國，隨后加入地中海的第六艦隊。
　　1961年1月，沙利文號協助了美國核潛艇林肯號的海試，4月她參與支援美國水星計劃的衛星發射任務。
　　1962年蘇利文號作為現代驅逐艦樣板被轉為海軍訓練艦。
　　1962年10月古巴導彈危機中, 蘇利文號參與了對蘇聯導彈運輸船的攔截。
　　1963年沙利文號參與了事故沉沒的美國核潛艇長尾鯊號的緊急搜救。
　　在其后一直到1964年, 沙利文號繼續作為訓練艦服務于美國海軍。
　　1964年2月10日，澳大利亞海軍的航海家號驅逐艦事故沉沒，美國海軍提出將沙利文號及姐妹艦川寧號租借給澳大利亞海軍用于暫時替代，但澳大利亞皇家海軍選擇了接收英國皇家海軍的勇敢級驅逐艦作為替代。
　　沙利文于1965年退役, 但一直呆在海軍后備艦隊直到70年代。
　　1977年，沙利文號和小石城號導彈輕巡洋艦，一同被捐贈給紐約州布法羅市的海軍軍事公園作為紀念艦陳列至今
　　1986年，沙利文號被美國政府列為國家歷史紀念物。