Nii Andrea Doria kui ka Duilio läksid 1930-ndate lõpus laialdaseks moderniseerimiseks kuivdokki; see töö kestis vastavalt oktoobrini ja aprillini 1940. Sel ajal oli Itaalia astunud Teise maailmasõja, toetades Axis'i riike. Kaks laeva liitusid 5. diviisiga Taranto. "Duilio" osales patrullis, mille eesmärk oli tabada Briti sõjalaev ja konvoi, mis suundus Maltasse, kuid ei leitud ühtegi sihtmärki. Ta ja "Andrea Doria" olid kohal Briti rünnaku ajal Taranto
11.-12. novembri õhtul 1940. 21 Fairey Swordfish torpedo-pommitajat ründasid sadamas asuvate laevade peale. "Andrea Doria" oli rünnakus vigastamata, kuid "Duilio" sai torpeedost löögi tema tribordi küljel. Laeva maandati, et takistada sadamas uppumist, ning tehti ajutised remonditööd, mis võimaldasid tal minna Genovasse püsivateks remonditöödeks, mis algas 1941. aasta jaanuaris. Veebruaris ründas teda Briti H-vägi; mitu sõjalaeva üritasid "Duilio" dokki saades pommitada, kuid nad ei saanud ühtegi lööki. Taastamistööd kestis kuni 1941. aasta maini, mil ta ühines laevastikku Taranto.