Konstrukcja ta była kłopotliwa w naprawach, a jej skuteczność była ograniczona ze względu na małą szerokość kadłuba okrętuCezary Szoszkiewicz, Pancerniki II wojny światowej, s. 95..
Po zakończeniu modernizacji „Caio Duilio” powrócił do służby 15 lipca 1940 rokuCristiano D’Adamo, Ships. Technical Data..
Działalność w czasie II wojny światowej Po wejściu do linii okręt został skierowany do głównej bazy włoskiej marynarki w Tarencie. W ostatnich dniach sierpnia 1940 roku wziął udział w bezskutecznym poszukiwaniu zespołu brytyjskich okrętów przeprowadzających konwój na Maltę (operacja Hats). Ponieważ rozpoznanie lotnicze nie było w stanie wykryć nieprzyjaciela, 1 września dowódca włoski zdecydował o powrocie do portówAndrzej Perepeczko, Burza nad Atlantykiem. Tom I, s. 492.. Podobny i równie nieskuteczny rajd przeprowadzono również na przełomie września i października 1940 rokuAndrzej Perepeczko, Burza nad Atlantykiem. Tom I, s. 493..