Несмотря на то, что строительство линкоров было приостановлено, их совершенствование продолжалось. В первую очередь это коснулось артиллерии. Орудийные установки получили больший угол возвышения, были существенно улучшены системы подачи снарядов и зарядов, от чего возросла скорострельность. Необходимость обеспечения защиты от авиации противника привела к появлению большего числа зенитных орудий. Впервые появились универсальные пушки среднего калибра, способные вести огонь как по воздушным, так и по морским целям. Вначале это были орудия не крупнее 102 мм. В дальнейшем их калибр возрастал. Большое распространение получили зенитные одно- и многоствольные автоматы системы «Боффорс калибром 40 мм и «Эрликон» — калибром 20 мм.
Модернизации подвергались и энергетические установки линкоров. Произошел окончательный переход на жидкое топливо (мазут). На линкорах стали устанавливать противоминные були. В ряде случаев для лучшего действия зенитной артиллерии была изменена архитектура надстроек и уменьшено число труб. Примером удачной модернизации может служить итальянский линкор «Джулио Чезаре». На линкоре была ликвидирована средняя башня. Остальные орудия были рассверлены до 320 мм 18 казематных 120–мм пушек были заменены на 12 в 6 двухорудийных башнях. 76–мм зенитки заменили более совершенные 100–мм. Торпедное вооружение было ликвидирована. Изменились и главные измерения линкора: его длина возросла со 169 м до 182 м, а водоизмещение — с 23 000 т до 28 800 т (нормальное). Существенно возросли мощность энергетической установки — с 33 000 л.с. до 99 500 л.с. и скорость — с 21,5 уз. до 28 уз. Фактически в старом корпусе был построен новый корабль. Насколько такая модернизация имела смысл, сказать трудно, ибо полноценного линкора все‑таки не получилось и итальянские корабли (все 4 линкора прошли аналогичную модернизацию) уступали современным им английским линкорам типа «Куин Элизабет» в мощности огня и бронирования, хотя и превосходили их в скорости.
Последние также были модернизированы перед войной. Правда, из 10 линкоров типа «Бархем», «Ройял Соверин» наиболее полную модернизацию прошли только два: «Куин Элизабет» и «Вэлиант». На этих кораблях артиллерия среднего калибра была полностью заменена на 114–мм универсальные пушки. На остальных кораблях этих типов произошла только частичная замена на 102–мм зенитки. Что касается английских линейных крейсеров, то замена коснулась только крейсера «Ринаун», где 102–мм пушки были заменены на 20 универсальных 114–мм орудий. Другие два линейных крейсера были модернизированы только частично. Японские линкоры серий «Конго» и «Фусо» — «Хыога» также прошли модернизацию. Она позволила усилить бронирование и артиллерию ПВО за счет увеличения числа стволов и их калибров. Аналогичную модернизацию прошли в период с 1926 г. по 1934 г. и американские линкоры. На них была также усилена зенитная артиллерия, установлены катапульты для запуска самолетов и произведен ряд других мероприятий. В ходе войны все американские линкоры постройки 1912—1921 гг. прошли еще одну модернизацию и успели принять участие в Филиппинском сражении, где расквитались за свое поражение в Пёрл–Харборе.
Советские линкоры типа «Гангут» также прошли в предвоенный период модернизацию, но она не коснулась в значительной степени ни энергетики (разве что был осуществлен переход на жидкое топливо), ни орудий главного калибра и устаревших 120–мм пушек противоминного калибра. Зенитное вооружение было усилено незначительно и состояло из нескольких 76–мм пушек и множества практически бесполезных пулеметов. Была усилена палубная броня, а на «Парижской коммуне» были установлены противоминные були. В заключение можно сказать, что все попытки поддержать боеспособность кораблей, построенных 20 лет назад, оказались занятием дорогостоящим, но неблагодарным. Во всяком случае, когда происходила встреча между старыми и новыми линкорами, даже при преимуществе старых, они терпели поражение. Так было и при преследовании «Бисмарка» «Худом», и при Гуадалканале. Над старыми линкорами легко одерживали победы и их новые противники — авиация и подводные лодки. Так что вопрос о полезности и целесообразности модернизации с точки зрения затрат и получения желаемого результата можно считать открытым.