金刚级第一次现代化大改装从1923年开始，至1931年全部结束。首要目的是改善防御能力，增强水平防护，在主炮炮塔、弹药库、机舱上面增铺装甲板；为了解决水下防御能力不足的问题，新增舰体防雷纵壁、舷侧防雷凸出部。改装锅炉，由于锅炉数目减少撤除了三座烟囱中临近舰桥的一个烟囱，前桅桅楼增设舰桥设施；利用3、4号主炮塔之间的空间搭载水上飞机。

由于改装之后防御能力增强，重量、排水量和阻力大幅增加，最高航速降低至26节，金刚级战列巡洋舰从1931年起正式改为战列舰。其中比睿号因1930年签订的伦敦海军条约的规定终止第一次改装（因其改装进度最晚），拆去一座主炮塔、部分动力设备，拆除舰体舷侧装甲带，改装成训练舰，后增加观礼设施，在1930年代曾多次担任日本天皇检阅海军的“御召舰”。

第二次大改装工程1933年8月开始，至1936年全部结束。更换了新型蒸汽轮机，舰艉加长7.4米，这对增加浮力，减少航行时的阻力有明显效果；彻底改建前桅楼形成日本海军战列舰所特有的塔式舰桥，高大而结构复杂的舰桥是全舰的指挥中枢，其它上层建筑作了若干改进，并扩建后部舰桥；主炮最大仰角提高到43度，同时增强防空火力。1936年伦敦海军条约即将期满，日本退出限制海军军备条约谈判，比睿号开始复原，进行了一次性改装，至1940年初完工，其塔式舰桥结构、外观与另三艘舰不同。

经过多次改装后，金刚级变成了名符其实的高速战列舰。但是其致命的缺点——水平防御和垂直防御能力不强的问题没有得到根本解决。

金刚号具备英国式风格的长艏楼船型和高大的三脚桅。动力系统采用油煤混烧锅炉、蒸汽轮机。配备八门由日本委托维克斯公司研制的14英寸口径主炮（研制期间对外称12英寸炮），双联装主炮塔全部沿舰体中心线向艏、艉方向各布置两座，主炮炮塔布局与英国海军的虎号战列巡洋舰的设计类似，1、2号主炮塔成背负式位于舰桥之前，3号主炮塔位于锅炉舱与主机舱之间，4号主炮塔位于主机舱之后的舰艉。防御装甲水平与同期英国海军战列巡洋舰相当。金刚号的舰艏既非垂直型舰艏也不同于飞剪型舰艏，船头向前弯曲，在水线以上垂直，水线以下向后弯曲过渡到船底，形成日本军舰独特的“双曲线型舰艏”。

金刚级战列舰的动力系统，采用油/煤混烧锅炉、蒸汽轮机。防御装甲水平与同期英国海军战列巡洋舰相当。自1923年开始金刚级陆续在前桅设立用于观测、指挥的桅楼设施，在1号烟囱安装了防止排烟倒灌舰桥的防护罩，提高了主炮仰角。金刚级舰的第二次大改装工程1933年8月开始，至1936年全部结束。该级舰更换了新型蒸汽轮机，输出功率大幅度增加，最高航速提高到30节，增加燃料装载量，提高续航距离。

金刚级战列舰是日本海军最先装备356毫米（14英寸）大口径主炮的主力舰，舰上配备八门由日本委托维克斯公司研制的14英寸口径主炮（研制期间对外称12英寸炮），该炮后来被日本引进在国内制造。双联装主炮塔全部沿舰体中心线向艏、艉方向各布置两座，主炮炮塔布局与英国海军的虎号战列巡洋舰的设计类似，1、2号主炮塔呈背负式位于舰桥之前，3号主炮塔位于锅炉舱与主机舱之间，4号主炮塔位于主机舱之后的舰艉。

金刚级拥有八门主炮分别装在四个双联装炮塔中，四门向前，四门向后。采取一般所谓前二后二的配置。前两个炮塔装在舰桥的前方，而后面的两个炮塔则分开的比较远的装在后部舰桥后，所以后来加装水上飞机弹射器时就将飞行甲板布置在后面两个炮塔之间，这是金刚级的一大特色。

金刚级战列舰各舰概况：

太平洋战争爆发后，从舰龄、装备等方面看，金刚级战列舰是日本海军中最老式的主力舰，归功于两次大动斧凿的大改装，金刚级航速较高，在太平洋战争期间多被编入机动舰队，掩护航空母舰。其它日本海军战列舰不是作为非到最后决战不得动用的王牌就是因为航速的限制或者过于老旧而很少出战，已有近30年舰龄的金刚级战列舰在日本所有战列舰中出动率是最高的，参加了日本海军在太平洋战争期间的大多数大规模海战。

1941年11月比睿、雾岛作为支持警戒部队编入航空母舰机动部队，于12月7日偷袭美国海军太平洋舰队基地珍珠港，太平洋战争由此爆发。金刚、榛名被派往东南亚支持入侵舰队作战。1942年3月4艘金刚级护卫航空母舰机动部队参加了扫荡印度洋海域英国海军的作战。1942年6月，榛名、雾岛与金刚、比睿分别编入机动部队与掩护部队参加了中途岛海战，海战以日军的惨败而告终，雾岛被美机投下的近失弹炸成轻伤。

中途岛海战之后，1942年8月美军在南太平洋的瓜达尔卡纳尔岛登陆，攻占了日本工兵修建的飞机场。双方为争夺该岛在所罗门群岛周围海域展开了一系列海空战，4艘金刚级战列舰作为航空母舰的护卫支持部队参加作战行动。瓜达尔卡纳尔岛上美军控制的飞机场给日本海军造成严重威胁，10月13日夜间日本海军出动金刚、榛名炮击了该岛机场，由于炮击行动计划严密，达成作战突然性，致使美军损失巨大，将近40多架飞机毁于炮火，地勤人员死伤无数。11月13日日本海军出动比睿、雾岛准备再次炮击该岛机场，遭到美国海军拦截。比睿号战列舰遭到美军空袭，舵机被炸坏失去控制能力，被迫自沉。这是日本在太平洋战争中损失的第一艘战列舰。15日凌晨雾岛号战列舰返回企图炮击机场，遭美军华盛顿号战列舰重创沉没。

金刚号舰

1941年编入第3战队，1942年10月11日与“榛名”号战列舰炮击瓜岛机场，共发射炮弹435发，将机场美军98架飞机中炸毁50架，1944年参加了雷特泰湾（又译为：莱特湾）大海战，加入了栗田舰队。10月栗田舰队惨遭失败，11月16日舰队撤回本土。11月21日在台湾海峡美国海军“海狮”号潜水艇发现了“金刚”号，在距2700米向“金刚”号发射6枚鱼雷。“金刚”号战列舰舰首及其中部各中一枚鱼雷，舱室进水并引起弹药库大爆炸，舰体开始下沉，不久即翻船沉没，地点是基隆以北70海里处。“金刚”被鱼雷击中直至沉没整整有2个小时，而期间完全毫不在乎，更轻视其损毁状况，导致延迟了决定全员退舰的时间，最后岛崎利雄舰长、铃木义尾司令及以下1300人与“金刚”舰一同沉没。

比睿号舰

1942年参加了瓜岛海战，11月12日，日军为压制美军的岸基航空兵，保障增援编队安全抵达瓜岛，计划先出动炮击编队炮击亨德森机场。决定由“比睿”号、“雾岛”号战列舰为主的炮击舰队。23时40分，日本舰队首先发现美军巡洋舰队列，50分“比睿”号首先开火，击沉了美轻巡洋舰CL-51 Atlanta（亚特兰大）号，随后又击沉“库欣”号、“拉菲”号驱逐舰，重创重巡洋舰CA-38 San Francisco（旧金山）、CA-33 Portland（波特兰）、轻巡洋舰CL-52 Juneau（朱诺号）（事后沉没）、“斯特雷特”号、“奥邦农”号驱逐舰。由于是近战，旗舰“比睿”号战列舰在战斗中成为美军集中打击的重点目标，中弹五十余发，基本失去了战斗力。天亮后该舰遭到从美国亨德森机场起飞的轰炸机多次攻击，在萨沃岛北方4.6海里处沉没，188名舰员丧生。

榛名号舰

1942年参加了瓜岛海战；1944年参加了雷特泰湾（又译为：莱特湾）大海战，加入了栗田舰队。10月栗田舰队惨遭失败，于11月返回本土，因缺少油料而鲜有出战。1945年7月28日榛名号舰在吴县军港遭到美军飞机轮番攻击，严重受创。后于1946年2月，在盟军司令部的命令下解体，“榛名”号被大卸八块，肢解成一堆废钢烂铁，于7月4日解体。

雾岛号舰

1942年参加了瓜岛海战，11月12日加入以“比睿”号战列舰炮击编队。深夜，与美国巡洋舰编队近距离激战，击沉1艘巡洋舰和4艘驱逐舰，击伤3艘巡洋舰和2艘驱逐舰。14日，“雾岛”又遭到美军战列舰编队的夹击，被击中九发406毫米炮弹和四十多发127毫米炮弹，舰舱多处起火，舵机失灵。天亮后雾岛号舰担心像“比睿”号遭到美军飞机的攻击，由舰长下令打开海底阀自沉，212人死亡。

在第二次世界大战中，由于日本被外国孤立，获得战舰科技信息很少，金刚级战列舰虽然经过多次的改进，但总体看都不符合当时的战斗水平：第一，主炮口径偏小，威力不足，在瓜达卡纳尔岛海战中美国的“南达科他”号（BB-57 South Dakota）战列舰被“雾岛”号战列舰发射主炮命中九十多发，“南达科他”号战列舰只是受点损伤，修复后还参加了以后的战斗。第二，防御能力差，“金刚”号舰被潜水艇只用一条鱼雷就送入海底；“雾岛”号在瓜达卡纳尔岛海战短短七分钟里就被“华盛顿”号（BB-56 Washington）战列舰击中九发406毫米炮弹和四十多发127毫米炮弹，船舱多处起火，舵机失灵，很快丧失了战斗力。不过，从日本人对金刚级战列舰的使用来看，该级各舰在参加的各次战斗中都能发挥淋漓尽致：如偷袭珍珠港、南征菲律宾和马来西亚、炮击瓜岛、大战雷特泰湾（又译为：莱特湾）等。

作为一型战列舰，二战中金刚级仅有可圈可点的战果是炮击瓜岛的战斗中击毁的50架美军飞机。另外，在莱特湾海战中，至少有1艘美军护航航母遭到日本舰炮的直接命中，但是并不能确认是哪一艘日本军舰的战果。日本海军辛辛苦苦制造出来的多艘战列舰二战中累加起来的战果，甚至连日本赤城号航空母舰一艘航母的战果都不如。（全球防务、《世界近代战列舰史》 评）