Sekä Andrea Doria että Duilio menivät kuivapyssyyn 1930-luvun lopulla laajamittaisiin uudistuksiin; tämä työ kesti lokakuuhun ja huhtikuuhun 1940 asti. Tuolloin Italia oli joutunut osallistumaan toiseen maailmansotaan akselivaltojen puolella. Alukset liittyivät 5. divisioonaan Tarantoon. "Duilio" osallistui partiointiin, jonka tarkoituksena oli saada kiinni brittiläinen sotalaiva ja saattue, joka oli matkalla Maltalle, mutta kumpaakaan kohdetta ei löydetty. Hän ja "Andrea Doria" olivat läsnä Englannin hyökkäyksen aikana Tarantoon.
11.-12. marraskuuta 1940. 21 Fairey Swordfish -torpedo-pommittajaa hyökkäsi satamassa oleviin aluksiin. "Andrea Doria" ei kärsinyt vahinkoa, mutta "Duilio" sai osuman torpedosta tyyrpuurin puolelta. Alus oli maadoitettu, jotta se ei uponnut satamassa, ja aluksella tehtiin väliaikaisia korjauksia, jotta se voisi matkustaa Genovaan pysyviin korjauksiin, jotka alkoivat tammikuussa 1941. Helmikuussa brittiläinen H-joukko hyökkäsi hänen kimppuunsa. Useat sota-alukset yrittivät ampua Duilioa, mutta ne eivät osuneet. Korjaustyöt kestivät toukokuuhun 1941 saakka, jolloin se liittyi laivastoon Tarantoon.