12 мая 1928 «Конте ди Кавур» был выведен из состава флота, через пять лет в октябре был отправлен в Триест на капитальный ремонт. Во время реконструкции 60% деталей были полностью заменены: убрана центральная трёхорудийная башня, а главный калибр был усилен до 320 мм. Новые двигатели давали мощность примерно в три раза больше, но скорость повысилась только до 28 узлов. Дополнительно была установлена зенитная артиллерия, что сделало линкор одним из самых лучших в итальянском флоте. 1 июня 1937 «Конте ди Кавур» вернулся торжественно в Королевский военно-морской флот. 9 июля 1940 он вступил в бои Второй мировой войны в сражении у Калабрии.