Fra juni 1940 til juni 1941 deltog Legnani som kommandør for 8. flådedivision i slagene Calabria, Taranto
og Kap Matapan samt i kampen mod de britiske operationer "Hats" (29. august-1 september 1940) og "MB 5" (29. september til 2. oktober 1940), der havde til formål at forsyne Malta. Efter at have forladt kommandoen over 8. division, blev han den 10. december 1941 udnævnt til kommandør for den italienske ubådflåde (i stedet for admiral Mario Falangola), en rolle, som han bevarede efter sin forfremmelse til admiral i 1942. Han ledede italienske ubådsaktioner i Middelhavet indtil våbenhvilen den 8. september 1943; i denne periode blev han også dekoreret med det tyske jernkors af anden klasse samt officerskorset i den militære orden af Savoyen.