Итальянским кораблестроителям предстояло создать на базе дредноута современный корабль, способный противостоять “Дюнкерку” и уйти от более мощного противника. Такая узко поставленная задача в принципе позволяла найти приемлемый компромисс между важнейшими характеристиками: скоростью, дальностью плавания, защитой и наступательной мощью. В известной степени возможности итальянцев были ограничены — особенно в отношении защиты и главного калибра, давно не отвечавших требованиям времени. К тому же полное отсутствие противоторпедной защиты при возросшей эффективности торпед и мин требовало на ее установку много веса и пространства, что ограничивало количество дополнительно устанавливаемой брони, вооружения и оборудования. Зато имелось и ощутимое преимущество — итальянские корабли не нуждались в большой дальности плавания, и за счет сокращения запасов топлива можно было улучшить другие характеристики. Замена башен на орудия большего калибра, не имевшая прецедентов ни до, ни после, была невозможна по следующим причинам: 1) создание орудийных установок крупного калибра требует времени, соизмеримого с временем постройки всего линкора, а работы над мощными 381-мм орудиями и установками для них только начались; 2) такая замена неизбежно сопровождается уменьшением числа орудий в башне, а размеры барбетов и боевых отделений возвышенных 2-орудийных башен не позволяли установить там более одного орудия калибром 343 мм или выше; 3) технически такая замена осуществима только в случае, если она была предусмотрена в первоначальном проекте, как это имело место с немецкими линкорами типа “Гнейзенау” и японскими тяжелыми крейсерами типа “Могами” и “Тоне”.

Проект модернизации был разработан в Комитете по военно-морским проектам под руководством инженер-генерала Франческо Ротунди. Он предусматривал рассверловку 305-мм орудий, насколько это возможно с точки зрения их прочности, замену станков для повышения дальности стрельбы, усиление бронирования.

Проще обстояло дело с заменой главных механизмов, что уже неоднократно делали англичане и японцы на своих крупных кораблях. Снятие средней башни, ставшей к 30-м годам анахронизмом, давало достаточно места для установки новой двухвальной энергетической установки, которая должна была обеспечить скорость 27 узлов. По внешнему виду модернизированные корабли напоминали проект 1933 года, но имели две дымовые трубы вместо одной, 3-орудийные нижние башни главного калибра, 100-мм зенитные спарки на местах 37-мм 4-ствольных автоматов и 120-мм орудия в бортовых башнях вместо 152-мм. В результате получился линкор, способный, по мнению итальянцев, не без шансов на успех вести дуэль с “Дюнкерком”, имея в бортовом залпе на два орудия больше (хотя и чуть меньшего калибра). Что касается большинства кораблей других стран с 356-406-мм орудиями, то модернизированные “Чезаре” и “Кавур”, благодаря преимуществу в скорости хода и повышенной дальнобойности орудий, могли вести с ними дуэль на дальней дистанции, где их защита была вполне достаточной, а при необходимости — прервать бой и уйти.

С другой стороны, на больших дистанциях (приблизительно свыше 220 кбт) траектория полета снаряда не отличается большой настильностью и снаряд попадает ...в палубу, а не в борт. И поскольку горизонтальная защина обычно меньше, она пробивается снарядами главного калибра, ударяющими в палубу под довольно значительным углом встречи. Классический пример: потопление "Худа".

Впрочем, горизонтальное бронирование тоже было несколько увеличено.

“Чезаре” проходил модернизацию на верфи Кантиери дель Тиррено в Генуе с 25 октября 1933 года по 1 октября 1937 года, а “Кавур” — на верфи Кантиери Риунти дель Адриатике в Триесте с 1 октября 1933 года по 1 июня 1937 года.

В ходе модернизации сняли все надстройки, башни, среднюю артиллерию, часть брони. Корпус полностью “выпотрошили”, удлинили, установили в нем противоторпедную защиту, новые котлы и турбозубчатые агрегаты, усилили палубное бронирование и поставили новые надстройки. Так что, когда оба линкора впервые появились на виду во время большого смотра флота в Неаполитанской бухте, устроенного в честь визита А.Гитлера в мае 1938 года, они не имели ничего общего со своим прежним обликом.

“Дуилио” и “Дориа” модернизировались по тому же проекту и на тех же верфях, что и первая пара. В Генуе на “Дуилио” работы начались 1 апреля 1937 года и закончились 15 июля 1940 года, а в Триесте на “Дориа” неделей позже, но в строй линкор удалось ввести только 26 октября 1940 года, когда война на Средиземном море полыхала вовсю. Главное отличие заключалось в повышении надводного борта в средней части — палуба полубака продлевалась до 4-й башни. К тому же нельзя было не учитывать и уроки модернизации “Чезаре” и “Кавура”, на которых увеличение осадки привело к погружению в воду главного пояса. Сразу же отказались от предполагавшихся сначала гидросамолетов и катапульт, а вспомогательную и зенитную артиллерию заменили более современной: 12 135-мм орудий в четырех 3-орудийных башнях у носовой надстройки, 10 90-мм зениток в одиночных закрытых установках по бокам дымовых труб. До 16 увеличивалось и число 20-мм автоматов, а также устанавливались новейшие системы управления стрельбой. Благодаря более тщательному весовому контролю осадку удалось сохранить на вполне приемлемом уровне, когда главный 250-мм пояс еще не полностью скрывался под водой. Отличались корабли типа “Дуилио” от “Чезаре” и “Кавура” более высокой носовой надстройкой, где поверх башни КДП появились дополнительные посты управления стрельбой, наличием на 2-й башне еще одного поста УАО в виде цилиндра, а также башеннообразной грот-мачтой вместо треногой. Угол возвышения орудий главного калибра довели до 30°, что увеличило дальность стрельбы до 29400м. Более разумно на этот раз подошли и к форсировке главных механизмов. На испытаниях “Дуилио” развил 87 412 л.с. и скорость 27,15 узла, что было на один узел меньше, чем у первой пары. Но на практике реальная скорость всей четверки не превышала 26 узлов. Между собой “Дуилио” и “Дориа” различались только расположением зенитных автоматов на возвышенных башнях и упомянутого поста УАО на второй башне.

Основные тактико-технические характеристики линкоров "Джулио Чезаре" и "Дуилио" после модернизации: