Cuando Italia se unió formalmente a la Segunda Guerra Mundial, tras haber declarado la guerra a Francia y Gran Bretaña el 10 de junio de 1940, el "Fiume" fue asignado a la 1.ª División junto al , el "Zara" y cuatro destructores de la 9.ª Flotilla de Destructores. La unidad fue a su vez asignada al Escuadrón, bajo el mando del almirante Inigo Campioni. Dos días más tarde, el "Fiume" y el resto de la 1.ª División, junto con la 9.ª División, realizaron una salida a mar abierto para responder a los ataques británicos contra las posiciones italianas en Libia. Mientras se encontraban en alta mar, el submarino británico realizó un fallido ataque contra el "Fiume" y su gemelo, el "Gorizia". El 2 de julio participó en la escolta de un convoy que hizo la ruta Trípoli-Nápoles. Cuatro días después, el día 6, zarpó de Nápoles un convoy de suministros con destino al Norte de África; el 7 de julio los italianos descubrieron que un escuadrón de cruceros británicos había llegado a Malta. El Alto Mando naval italiano ordenó que los cruceros de la 1.ª División, junto a otros cruceros y destructores, se unieran para escoltar el convoy que navegaba hacia África. Los acorazados "Conte di Cavour" y proporcionarían apoyo a distancia. Dos días después la flota italiana mantuvo un breve combate con la Mediterranean Fleet en una acción cerca de Calabria.