Í seinni heimsstyrjöldinni tók hún þátt í fjölmörgum umferðum og flugsendingum í Miðjarðarhafi, bæði til að fylgja ítölskum fylgiflögum til Norður-Afríku og í tilraunum til að ná breska Miðjarðarhafsflotanum. Í nóvember 1940 hófu Bretar loftárás á Taranto.
; "Duilio" var skotinn af einum torpedo sem var skotið af Fairey Swordfish torpedo-bombardara, sem olli miklum skaða. Viðgerðin stóð í um fimm mánuði og skipið var síðan komið aftur til liðs við ferðir. Eldsneytisskortur óvirkaði stærstan hluta ítalskra yfirborðsflotans árið 1942 og "Duilio" var ekki í notkun fyrr en Ítalía gafst upp í september 1943. Hún var síðan innlimað á Möltu til ársins 1944, þegar bandamenn leyfðu henni að snúa aftur til ítalska vatna. Hún lifði stríðinu af og hélt áfram að þjóna í ítalskum sjóhernum eftir stríð, fyrst og fremst sem þjálfunarskip. "Duilio" var sett í varaflokk í síðasta sinn árið 1953; hún var í vöruskrá Ítalska sjóhersins í þrjú ár áður en hún var dregin úr skipsskrá í lok ársins 1956 og seld til skrauts árið eftir.