Na początku stycznia 1942 roku „Littorio” ponownie ubezpieczał przeprowadzenie konwoju z zaopatrzeniem dla wojsk walczących w Libii. 22 marca 1942 roku miała miejsce II bitwa pod Syrtą. Tym razem przeciwko brytyjskiemu konwojowi z Aleksandrii na Maltę (eskortą ponownie dowodził Philip Vian) wyruszył z Tarentu i Mesyny silny zespół włoski, z „Littorio” jako okrętem flagowym admirała Iachino. W trakcie bitwy artyleria główna „Littorio” uszkodziła atakujące spoza zasłony dymnej brytyjskie niszczyciele HMS „Havock”, HMS „Kingston” i HMS „Lively”, jednak nadciągające ciemności (po doświadczeniach z bitwy koło przylądka Matapan Włosi obawiali się przewagi brytyjskich okrętów wyposażonych w radar) oraz zdecydowane działanie sił lekkich kontradmirała Viana zmusiły admirała Iachino do przerwania bitwy, pomimo zdecydowanej przewagi ogniowej okrętów włoskich. „Littorio” otrzymał w trakcie bitwy jedynie trafienia pociskami małego kalibru, które nie spowodowały większych szkód na jednostce.