第二次世界大战结束时，澳大利亚皇家海军是世界第三大海军，澳大利亚政府的战后海军战略规划以多艘航空母舰组成的特遣舰队为中心，威严号和姐妹舰可怖号（HMS Terrible)，总价澳镑275万。
1949年，应澳大利亚海军的购买要求，威严号又增加了一些建造内容，包括液压飞机弹射器、5.5°的斜角甲板、助降镜及一些新式雷达和武备。1955年1月，威严号在北爱尔兰贝尔法斯特附近海域进行航海测试。10月，威严号改名为墨尔本号。墨尔本号配备了808、816和817飞行中队，部署有固定翼飞机及直升机，具备了空战、海上攻击和对地攻击的能力。同年，墨尔本号起航开往澳大利亚，途中先后经过直布罗陀海峡、那不勒斯、马耳他、苏伊士运河、亚丁湾和科伦坡等地。1956年5月，抵达澳大利亚的悉尼港。
墨尔本号航空母舰的到来对于澳大利亚海军来说本来是提升现代化及提高作战能力的机会，然而其在服役过程中发生了多次重大事故。


墨尔本号的航海钟
1957年10月28日，墨尔本号抵达澳大利亚服役的一年半后，在阿德莱德港航行时与蓝卡号商船相撞。由事故发生在港口中，故此受到损坏程度不高。
1964年2月10日，墨尔本号与其护航编队的航海者号驱逐舰相撞。后者被墨尔本号从船身中部拦腰撞断，成了两半，其后沉没。不过，澳大利亚海军调查的结果是后者的舰长严重失职，偏航进入了墨尔本号的航道。被撞沉的驱逐舰共有82名官兵殉职，而由于驱逐舰排水量达数千吨，因此两舰相撞后，墨尔本号也受到重创。舰长罗伯森给海上委员会的军舰损害报告说，墨尔本号虽然无人员伤亡，然而，许多地方已经损坏。其中，1号和2号平衡水舱已经淹到了第5甲板，前舷和右舷亦撞出了洞，电缆舱也可能有窟窿。 [8]
1964年年底至1967年年底，墨尔本号出访了多个国家及地区，包括巴布亚新几内亚拉巴尔、新加坡港、马来西亚槟榔、日本横滨和吴市及当时英属香港等。此外，墨尔本号亦多次参加太平洋地区的军事演习，包括“福特演习·64”和“海豹”等联合演习。其中，墨尔本号于1965年3月15日与英国皇家海军进行联合演习，英国皇家海军的军舰包括了鹰号航空母舰和胜利号航空母舰。

墨尔本号上的 S-2G反潜巡逻机
1967年秋，墨尔本号前往美国进行现代化改装，途中访问了夏威夷和加州旧金山。在圣迭戈，它接收了20多架新型舰载机，包括10架A-4“天鹰”攻击机和14架“跟踪者”反潜机。随后，墨尔本号开始在美国军港进行现代化的改装，时间一直持续到1969年。期间，整艘墨尔本号的电子系统进行了全部更换。随后，墨尔本号回到澳大利亚，开始了新的生涯。
1969年6月3日，墨尔本号在南中国海巡航与美国海军弗兰克·E·伊文思号驱逐舰 (DD-754) 一起进行“海妖”联合演习期间发生相撞，导致了后者被撞断，当即沉没，驱逐舰上73名官兵殉职。而事后的调查结果是美国海军伊文思号驱逐舰的舰长当时在休息中，两名负责瞭望观察的军官的失职致使驱逐舰进入墨尔本号的航道。
事后美国军队取消了与墨尔本号的联合演习，而墨尔本号则前往新加坡进行紧急修理，后来墨尔本号返回悉尼港进行修缮工作。期间，事故仍然经常发生。1969年6月10日，墨尔本号与名为“马鲁”的船只发生碰撞。1970年，墨尔本号在悉尼港内又再与一艘渡轮发生碰撞。
1972年10月15日，墨尔本号突然燃起大火，自带的损管设施投入工作，消防员展开灭火任务。
1974年7月11日，墨尔本号又再与客轮相撞，此次事故不仅惊吓了澳大利亚海军，亦使澳大利亚人为之震惊，从此墨尔本号在澳大利亚人心目中成了惹祸的代名词。
1976年7月24日，墨尔本号在悉尼港与一艘日本货轮相撞。
1977年，受到英国皇家海军舰队校阅活动之邀请，澳大利亚派出了墨尔本号和布里斯本号导弹驱逐舰前往英国。活动结束后，墨尔本号前往英国造船厂进行维修。次年回到澳大利亚继续进行改造工程，包括扩大飞行甲板、更换电战系统。这样的改造使得墨尔本号成为澳大利亚海军最有战斗力的军舰。
然而经过改造后的墨尔本号事故依旧，1979年，墨尔本号舰上的一台锅炉发生爆炸，一些来不及躲闪的水兵受伤。同年8月22日，墨尔本号在太平洋巡弋，位于桅杆顶部的雷达天线罩突然松脱掉落大海，由于落水的零部件是该舰雷达系统的重要部分，因此该舰的工作人员迅速组织打捞工作，但是无果而终。此时一些军事评论员认为，墨尔本号如此的状态根本无法进入实战。 6park.com
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1980年空中俯拍的墨尔本号 6park.com
由于墨尔本号接连的事故，从来未有参与战事，就造成了大量人员殉职及带来重大损失，澳大利亚皇家海军对其彻底失望，墨尔本号于1982年进入预备役封存。由于受到当时英国以2.5亿美元出售胜利号航空母舰的影响，及鉴于马岛战争中航空母舰的作用大不如前的表现，及反舰导弹技术的提高，澳大利亚皇家海军最终不仅放弃了购买胜利号的意向，更决定将墨尔本号解体处理。
接下来墨尔本号拆除了大部分的仪表装备，于1985年作为废铁卖给了中国联合拆船公司，同年5月21日，墨尔本号被转移到广州黄埔造船厂。在厂方员工通报后，解放军方面开始就此舰进行技术资料搜集（尤其是蒸汽弹射器等技术，为后来的048工程提供经验），直至2002年才进行解体工程。