1916年，两舰开始服役，并在第一次世界大战期间与其他主力舰队驻扎在塔兰托。1923年，两舰都卷入科孚事件。意大利加入第二次世界大战后，两舰的现代化改建也完成。卡欧·杜里奥号在塔兰托战役中受损，而安德烈·多里亚号没有受伤。两舰都参加第一次苏尔特海战，但只有安德烈·多利亚号与英军部队交战。两舰在战争结束后幸存下来，是盟军在战争结束后允许意大利保留的战列舰。两舰又在意大利海军服役十年，直到1950年代中期被废弃。