Om natten den 11. november 1940 var "Giulio Cesare" og de andre italienske slagskibe forankret i Taranto havn, da de blev angrebet af 21 Fairey Swordfish torpedobomber fra det britiske hangarskib, sammen med flere andre krigsskibe. En torpedo sænkede "Conte di Cavour" i lavt vand, men "Giulio Cesare" blev ikke ramt under angrebet. Hun deltog i slaget ved Cape Spartivento den 27. november 1940, men kom aldrig tæt nok på nogen britiske skibe til at skyde på dem. Skibet blev beskadiget i januar 1941 af splinter fra en nær miss under et luftangreb på Napoli af Vickers Wellington bombefly fra Royal Air Force; reparationer i Genova blev afsluttet i begyndelsen af februar. Den 8. februar sejlede hun fra til Bonifacio-strædet for at afskære, hvad italienerne troede var en Malta-konvoj, men var faktisk et angreb på Genova. Hun formåede ikke at få kontakt med nogen britiske styrker. Hun deltog i det første slag ved Sirte
Den 17. december 1941, gav fjern dækning for en konvoj på vej til Libyen, og kortvarigt engageret eskorte styrke af en britisk konvoj. I begyndelsen af januar 1942 dækker hun også en anden konvoj til Nordafrika. "Giulio Cesare" blev reduceret til et træningsskib senere i Taranto og senere Pola. Efter den italienske kapitulation den 9. september 1943 sejlede hun til Taranto, hvor hun nedlagde et mytteri og blev udsat for et ineffektivt angreb fra fem tyske fly undervejs. Hun sejlede derefter til Malta, hvor hun ankom den 12. september for at blive interneret. Skibet forblev der indtil den 17. juni 1944, da det vendte tilbage til Taranto, hvor det forblev de næste fire år.