V červnu 1940 až červnu 1941 se Legnani jako velitel 8. námořní divize zúčastnil bitev v Kalábrie, Tarantu
a mysu Matapan, jakož i v boji proti britským operacím "Hats" (29. srpna - 1. září 1940) a "MB 5" (29. září - 2. října 1940), jejichž cílem bylo zásobovat Maltu. Poté, co opustil velení 8. divize, byl 10. prosince 1941 jmenován velitelem italské ponorkové flotily (na místo admirála Mariia Falangoly), což byla role, kterou si udržel po povýšení na admirála v roce 1942. Vedl operace italských ponorek ve Středozemním moři až do příměří z 8. září 1943. V tomto období byl také vyznamenán německým Železným křížem druhé třídy a důstojnickým křížem Vojenského řádu Savoje.