Den 4. april 1949 ble Italia medlem av forsvarsalliansen NATO. For at den italienske marine skulle bidra aktivt i organisasjonen, ble restriksjonen i fredsavtalen fra 1947 opphevet mot slutten av 1951 med samtykke fra alle de vestlige landene. Innenfor NATO ble Marina Militare utnevnt til å ha stridskontroll over Adriaterhavet og Otrantostredet (som forbinder Adriaterhavet med Det joniske hav), foruten også forsvaret av sjørutene i Tyrrenhavet.