Начали с «Марата». В 1928-1931 годах на линкоре полностью заменили котлы (вместо 25 со смешанным угольно-нефтяным отоплением установили 22 чисто нефтяных), сняли не оправдавшие себя турбины крейсерского хода, усовершенствовали системы связи и навигации, заменили дизель-генераторы, котельные вентиляторы и другие вспомогательные механизмы. С целью повышения мореходности корпус оснастили носовой наделкой с закрытым полубаком. Установка новых систем управления огнем потребовала существенной переделки носовой надстройки и замены простой фок-мачты на башнеподобную, внутри которой, кстати, разместили лифт. А чтобы дым не мешал командно-дальномерным постам, пришлось изменить форму носовой трубы, отведя дымоход назад. Все это, конечно, улучшило характеристики линкора, однако его вооружение и защита остались прежними. И даже такой факт, что на испытаниях 1931 года «Марат» развил очень приличную скорость в 23,8 узла, никак не мог компенсировать безусловную слабость бронирования.
На модернизировавшейся вслед «Октябрьской революции» котлы также заменили на нефтяные — на сей раз всего лишь на 12 штук, но более производительных, построенных еще для «Измаила» (все-таки задел по русским линейным крейсерам не пропал даром!). Боевую рубку сделали двухъярусной, для чего поверх собственной смонтировали вторую, снятую с «Полтавы». Конструкцию башнеподобной мачты изменили, поскольку выяснилось, что на «Марате» она сильно подвержена вибрации. Поэтому мачта стала не цилиндрической, а конической с гораздо большей площадью опоры.
Наиболее радикальная реконструкция выпала на долю третьего советского линкора — «Парижской коммуны». Собственно говоря, этот корабль был слегка модернизирован самым первым, в ходе ремонта в 1928-1929 годах: тогда на нем изменили форму передней трубы и установили открытую сверху ложкообразную наделку на баке. Последняя по замыслу должна была улучшить мореходность, но практика, к сожалению, показала обратное. В ноябре 1929 года «Парижская коммуна» отправилась в дальнее плавание и в Бискайском заливе попала в жестокий 12-балльный шторм. Носовая наделка ничуть не улучшила всходимость на волну, а наоборот, черпала воду, из-за чего корабль зарывался носом еще сильнее. Крен достигал 29 градусов, нарушилась герметичность палубных люков, один за другим начали выходить из строя различные механизмы… Положение стало критическим. К счастью, несуразная носовая конструкция под ударами волн вскоре развалилась, несколько облегчив движение линкора. С неимоверными трудностями, после двух внеплановых заходов во французскую базу Брест, «Парижская коммуна» и сопровождавший ее крейсер «Профинтерн» достигли Средиземноморья. Корабли нуждались в основательном ремонте, и потому из Москвы был получен приказ идти в Севастополь. Так Черноморский флот неожиданно пополнился линкором. Любопытно, что разговоры о целесообразности перевода на этот театр одного из балтийских дредноутов велись уже давно. Воистину: не было бы счастья, да несчастье помогло…
Осенью 1933 года «Парижская коммуна» встала к стенке Севастопольского морского завода для модернизации, затянувшейся на долгие годы. Помимо комплекса работ, аналогичных выполненным на «Марате» и «Октябрине», на ней произвели и более серьезные усовершенствования. Так, толщину брони средней палубы довели до 75 мм, причем для этой цели использовали плиты, изготовленные еще до революции для линкора «Император Николай I». У орудий главного калибра наконец-то увеличили угол возвышения стволов — аж до 40 градусов; за счет некоторых усовершенствований немного повысилась и скорострельность (до 2–2,2 выстр./мин). Дальность стрельбы 471-кг снарядом теперь составила 156 кабельтовых (29 км), в то время как у балтийских линкоров она равнялась 127 кбт (23,5 км). А облегченным 314-кг снарядом образца 1928 года «Парижанка» могла стрелять на 240 кбт (44,5 км) — этот рекорд в нашем флоте так и остался не побитым.
Усилили и зенитную артиллерию: новые 76-мм пушки 34-К разместили на верхних ярусах носовой и кормовой надстроек. Разумеется, еще более развитые, чем на балтийцах, надстройки не только увеличили перегрузку, но и ухудшили остойчивость линкора. Но при этом не допускалось мысли, чтобы демонтировать, например, ненужные 120-мм пушки вместе с броней казематов. Предложение снять с боевого корабля пушку в те годы с легкостью могло быть оценено как вредительство…
В начале 1938 года «Парижская коммуна» вступила в строй, но через полтора года ее вновь ввели в док для завершения модернизации. Впервые в нашем флоте были смонтированы були (тогда их называли «блистеры»). Ширина корпуса при этом увеличилась до 32,5 м, а полное водоизмещение перевалило за 30 тыс. т. Скорость, соответственно, немного уменьшилась — до 21,5 узла.