Dopo che l'Italia entrò nella seconda guerra mondiale nel giugno 1940, "Trento" e "Trieste" ebbero un'azione estesa contro le forze britanniche nel Mar Mediterraneo, comprese le battaglie di Calabria, Capo Spartivento e Capo Matapan nel luglio e novembre 1940 e marzo 1941, rispettivamente. Nel novembre 1941, Trieste fu torpedata dal sottomarino; trascorse la maggior parte dell'anno successivo in riparazione. Nel frattempo, "Trento" era presente anche durante l'inconcludente Primo
e la seconda battaglia di Sirte. La flotta italiana si schierò per attaccare il convoglio britannico dell'Operazione Harpoon nel giugno 1942, e mentre era in viaggio, il "Trento" fu torpedoato due volte, prima da un bombardiere Bristol Beaufighter e poi affondato dal sottomarino con una pesante perdita di vite il 15 giugno. La Trieste venne spostata a La Maddalena, in Sardegna, dove venne affondata dai bombardieri pesanti statunitensi il 10 aprile 1943.