天龍型2艦は1928年(昭和3年)まで水雷戦隊旗艦を務めたが、その後は5500トン型軽巡洋艦や夕張にそれを譲って中国方面の警備などに従事している。また「龍田」は1943年(昭和18年)に練成部隊である第十一水雷戦隊の旗艦を務めている。1940年（昭和15年）11月15日、日本海軍は第四艦隊麾下の第18戦隊（当時の司令官は杉山六蔵少将、軽巡洋艦多摩、装甲巡洋艦常磐）を、巡洋艦3隻（鹿島、天龍、龍田）に改編した（第四艦隊司令長官直率）。開戦直前の1941年（昭和16年）12月1日に鹿島が第四艦隊独立旗艦となったため、第18戦隊は天龍型2隻（天龍、龍田）となった。また第18戦隊司令部を新設し、丸茂邦則少将が司令官に補職された。第18戦隊は南洋部隊（指揮官井上成美第四艦隊司令長官）に所属して緒戦のウェーク島攻略作戦に参加する。続いてラエ・サラモア攻略作戦など緒戦期の南東方面攻略作戦を支援した。1942年（昭和17年）7月14日に第八艦隊（司令長官三川軍一中将）が新編されると、第18戦隊は第八艦隊に編入された。天龍は第一次ソロモン海戦に参加し、その後は2隻ともラビの戦いやガダルカナル島の戦いに投入された。天龍は11月中旬の第三次ソロモン海戦に参加したあと、ニューギニア方面輸送作戦従事中の12月18日にアメリカ潜水艦アルバコアの雷撃で沈没した。12月24日に第十八戦隊が解隊され、内地帰投後の龍田は舞鶴海軍工廠で修理に従事した。1943年（昭和18年）4月1日に練成部隊の第十一水雷戦隊が編制されると、同水雷戦隊の旗艦を務めた。1944年(昭和19年)3月の松輸送従事中、龍田はアメリカ潜水艦サンドランスの雷撃で沈没した。
イギリス海軍では1936年からC級軽巡洋艦の備砲を全て高角砲にした防空巡洋艦への改造を行っていた。日本海軍でも防空巡洋艦に着目し1935年(昭和10年)頃から検討が行われた。天龍型も防空巡洋艦への改造計画が検討され、数種の案があった。改装検討案において、兵装は12.7cm連装高角砲4基、25mm3連装機銃4基、九四式高射装置2基、九三式爆雷投射機1基、九四式爆雷投射機1基、爆雷投下台4基、爆雷36個、薬煙幕発生装置の装備を検討した。その他に重油混焼缶(ボイラー)の重油専焼化も検討された。マル3計画に改造費用の要求が上がったと伝えられるが、天龍型の改造予算は盛り込まれずにマル3計画は成立し、改造は実現しなかった。軍令部は「昭和14年度帝国海軍作戦計画及同戦時編制」において昭和天皇（大元帥）に「天龍と龍田は防空艦に改装予定のため第一戦隊に編入する」と説明したが、実現していない。これらの計画検討案詳細については福井静夫技術少佐らの私案として存在しているのみである。
太平洋戦争までの改装であるが元々艦型が小さくて改装の余地がなく、ほとんど竣工時のままで大戦に突入している。まず竣工直後に方位測定室とその空中線を3番砲直前に装備した。その後に前部マストが三脚式になり、同時にトップマストが若干低められた。三脚式にしたのは射撃指揮所の防振対策と思われる。また露天であった羅針艦橋は側面がキャンパスで覆う形から鋼製の固定ブルワークに変更された。これらの工事は「天龍」で1930年(昭和5年)頃、「龍田」で1935年(昭和10年)頃に行われた。その他に羅針艦橋天蓋の固定化、方位測定空中線の換装も太平洋戦争開戦までに行われている。機銃は1937年頃に1番煙突直前の両舷に九三式13mm単装機銃を片舷1挺ずつ計2挺増備した。
ノクターン。序奏部を伴う三部形式。中間部の主題にはオクターブ内の12音がすべて現れており、ショスタコーヴィチが最晩年に用いた独自の十二音技法の先駆となっている。フルートが2つ休んでピッコロだけとなり、シロフォンはこの楽章では使われない。協奏曲の第1楽章に「夜想曲」を用いた例は非常に珍しい。しかし、この曲を協奏交響曲的なものと考えれば、ショスタコーヴィチは交響曲の第1楽章にしばしば穏やかな楽想を用いているので、特に目新しい書法というわけではない。この夜想曲は導入部を持った三部形式からなり、全般的に沈鬱な色彩とムード的抒情性をたたえ、メロディーの半音階的構成は特徴的でもある。なお、ショスタコーヴィチの多くの交響曲同様、三部形式といっても形式感はかなりゆるやかかつ自由である。夜想曲とはいえ、感情を厳しく制御した、思索的な音のする楽章を象徴するかのように低弦で重々しく4小節の序奏があると、独奏ヴァイオリンがその主題を模倣する。この主題は民謡といった従来の旋律から取られたものではなく、半音を巧みに使った非常に不定形のもので、導入部全体に渡る一つの無限旋律を形成し、理知的な進み方をしていく。また、15小節目以降に含まれる動機とその展開は、この楽章の骨格をなすものでもある。ちなみに、導入部前半の低弦の動き、24小節目よりあらわれるファゴットの使用は、交響曲第10番との類似を感じさせる。この導入部は、第1部の主要主題に発展し、かなり瞑想的な性格を帯びる。79小節目からの6小節の間はオクターヴ内の12の音が揃っている。93小節から98小節にかけてヴァイオリンがC音を長く引く中にハープとチェレスタがピアニッシモで奏される効果は、ショスタコーヴィチの交響曲第5番の第3楽章の手法を髣髴とさせる。120小節で主要主題がフォルテの重音奏法でヴァイオリンに現れるが、これは一種の擬似再現の形で、導入部の要素と絡み合って発展する。142小節で第三部に入り、ほぼ第一部を繰り返しつつ、164小節以下のコーダに結びつく。弱音器を付けた弦楽器の和音の上で、同じく弱音器を付けた独奏ヴァイオリンが、先の無限旋律の続きを静かに続け、イ短調で消え入るように終わる。