规模现代化改造工程，伊势号改造工程于1935年8月1日开始、1937年3月23日完工，日向号改良工程于1934年10月24日开始、1936年9月7日完工；现代化改装后后的本级舰在动力、武备上都有所调整，提升了防御能力。同时加装了了弹射器等航空设施，搭载水上飞机。由于伊势级与扶桑级进行现代化改装期间简化了动力舱段的布置，原本两座烟囱也被简化成一座。从日向号上拆除的烟囱被日本帝国陆军用于“神州丸”登陆舰上，日本陆军为遮掩神州丸的航空机能，因此在舰体甲板上增装了假烟囱，这个假烟囱便是从日向号现代化工程后拆除的