במהלך מלחמת העולם השנייה, היא השתתפה במספר סיורים וטיולים בים התיכון, הן ללוות שיירות איטלקים לצפון אפריקה והן בניסיונות לתפוס את צי הים התיכון הבריטי. בנובמבר 1940, הבריטים ביצעו מתקפה אווירית על טרנטו.
"דויליו" נפגעה על ידי טורפדו אחד שנורה על ידי מפציץ טורפדו פיירי סוורדפיש, שגרם נזק משמעותי. התיקונים נמשכו כחמישה חודשים, לאחר מכן הספינה חזרה למשימות ליווי שיירות. מחסור בדלק גרם לבלתי פעילות של רוב צי השטח האיטלקי בשנת 1942, ו"דוליו" נשארה מחוץ לשירות עד לכניעת איטליה בספטמבר 1943. לאחר מכן היא נעצרה במלטה עד 1944, כאשר בעלות הברית איפשרו לה לחזור למים האיטלקים. היא שרדה את המלחמה, והמשיכה לשרת בחיל הים האיטלקי שלאחר המלחמה, בעיקר כספינת אימונים. "דויליו" הושמה לזכייה בפעם האחרונה בשנת 1953; היא נשארה במלאי הצי האיטלקי במשך שלוש שנים נוספות לפני שנמחקה מהרשומות הימיות בסוף 1956 ונמכרה לשחיקה בשנה שלאחר מכן.