W tym samym czasie, karabiny 12,7 mm (zwane .50-cal) zastępowano 20-milimetrowymi działkami Oerlikon z eksplodującymi pociskami o wadze 122,7 grama. Szybkostrzelność działek Oerlikon wynosiła 450 pocisków na minutę, wystrzeliwanych z prędkością początkową 835 m/s na odległość 4390 metrów. W wyniku stopniowo następującej wymiany, a następnie wzmacniania lekkiej artylerii przeciwlotniczej, na koniec wojny okręt wyposażony był w zupełnie inną i znacznie mocniejszą artylerię przeciwlotniczą.
Systemy kierowania ogniem Oryginalnie okręt nie miał radarów, jednak już w roku 1942 zaczął być wyposażany w najnowsze rozwiązania z tego zakresu. Latem 1942 roku „North Carolina” otrzymała radar wysokiej częstotliwości SGJames Hornfischer: Neptune's Inferno, s. 127-128.. W czasie kampanii na Wyspach Salomona w drugiej połowie 1942 roku, system kierowania ogniem pancerników tego typu oceniany był już jako „ogromny krok naprzód w technologii, o rząd wielkości w stosunku do starych pancerników, nawet po ich modernizacji”. Radary były stale unowocześniane.