El periodo de resurgimiento terminó a mediados del siglo XVI debido a una serie de fracasos militares. La flota imperial fue decisivamente derrotada por los otomanos en la batalla de Préveza en 1538, una flota genovesa fue dañada por una serie de tormentas durante la expedición de Argel en 1541, una flota genovesa-española fue derrotada en Ponza en 1552, y la armada no pudo evitar que una fuerza francesa capturara Córcega en 1553. Génova envió un contingente de su flota a una alianza cristiana que fue derrotada por los otomanos en la Batalla de Los Gelves en 1560. Sin embargo, en 1571 la armada genovesa contribuyó con 29 galeras (53 barcos en total) a la flota de la Liga Santa en la crucial Batalla de Lepanto, durante el cual el almirante genovés Giovanni Andrea Doria aplastó el flanco derecho de la flota otomana. La decisiva victoria cristiana puso fin a la dominación otomana del Mediterráneo.