A embarcação formou, em 13 de dezembro de 1941, parte da escolta de um grande comboio de suprimentos da Itália para Bengasi, na Líbia. Um novo comboio foi realizado entre os dias 17 e 19 de dezembro, em que o "Andrea Doria" enfrentou cruzadores e contratorpedeiros britânicos na Primeira Batalha de Sirte. A frota italiana era comandada pelo almirante Angelo Iachino, porém ambos os lados agiram de forma hesitante e assim o conflito terminou de forma inconclusiva. O contratorpedeiro britânico HMS "Kipling" sofreu danos de vários quase acertos, creditados ao "Andrea Doria", "Giulio Cesare" ou ao cruzador pesado . Um novo comboio partiu em 3 de janeiro de 1942, com o couraçado novamente proporcionando a escolta até a Líbia. O navio sofreu problemas mecânicos durante a operação e precisou retornou ao porto mais cedo. Ele permaneceu inativo pelo restante do ano até a rendição italiana em 3 de setembro de 1943 devido a uma séria escassez de combustível na Marinha Real. O navio deixou a Itália em 9 de setembro e foi para Malta, onde permaneceu internado sob supervisão Aliada até 8 de junho de 1944, quando retornou para a Sicília. Ele foi depois para Tarento em 14 de março de 1945.