W nocy z 11 listopada 1940 roku "Giulio Cesare" i inne włoskie pancerniki były zakotwiczone w porcie Taranto, kiedy zostały zaatakowane przez 21 bombardowników torpedowych Fairey Swordfish z brytyjskiego lotniskowca, wraz z kilkoma innymi okrętami wojennymi. Jedna torpeda zatopiła "Conte di Cavour" w płytkiej wodzie, ale "Giulio Cesare" nie został trafiony podczas ataku. Uczestniczył w bitwie pod Przylądem Spartivento 27 listopada 1940 roku, ale nigdy nie zbliżył się do brytyjskich statków, by do nich strzelać. Statek został uszkodzony w styczniu 1941 r. przez odłamki z bliskiego trafienia podczas nalotu na Neapol przez bombowce Vickers Wellington Royal Air Force; naprawy w Genui zostały zakończone na początku lutego. 8 lutego wypłynął do cieśniny Bonifacio, aby przechwycić konwój, który Włosi uznali za maltański, ale w rzeczywistości był to atak na Genui. Nie udało jej się nawiązać kontaktu z brytyjskimi siłami. Brał udział w pierwszej bitwie pod Syrtą.
17 grudnia 1941 roku, zapewniając odległe osłonę konwojowi zmierzającemu do Libii, i krótko angażując siły eskorty brytyjskiego konwoju. Na początku stycznia 1942 r. zapewnił również daleką ochronę kolejnemu konwojowi do Afryki Północnej. "Giulio Cesare" został zredukowany do statku szkoleniowego później w Taranto, a później w Pola. Po kapitulacji Włoch 9 września 1943 r. odpłynął do Taranto, stłumiąc bunt i znosząc nieskuteczny atak pięciu niemieckich samolotów w drodze. Następnie popłynął na Maltę, gdzie przybył 12 września, aby zostać internowany. Statek pozostał tam do 17 czerwca 1944 roku, kiedy to powrócił do Taranto, gdzie pozostał przez następne cztery lata.