В 23.15 почти одновременно в «Литторио» попало две торпеды. Одна из них взорвалась по правому борту, немного в корму от первой 381-мм башни, в районе 163 шпангоута. В борту образовалась пробоина размерами примерно 7,5x6 метров, причем фильтрационная переборка конструктивной подводной защиты дала течь. Вторая торпеда ударила в кормовую оконечность в районе 9 шпангоута, пробив сквозную брешь с левого борта на правый, частично разрушив перо основного руля и его рулевую машину. Тем не менее в этот период угроза гибели корабля еще отсутствовала. Она стала реальной, когда в полночь третья торпеда поразила линкор в правый борт в носовую оконечность в районе 192 шпангоута, где отсутствовала конструктивная подводная защита. В огромную пробоину (примерно 12x8 метров) устремились большие массы забортной воды. Водонепроницаемые конструкции носовой оконечности, заклепочные соединения которых уже были ослаблены взрывом первой торпеды, дали обильные течи. Если бы корабль находился в открытом море, то скорее всего его потопления не удалось бы избежать, однако в базе дело обстояло иначе: носовая оконечность села на грунт. Вода доходила до барбета первой 381-мм башни, и крен на правый борт составлял до 3 градусов. Спасательные работы, начавшиеся уже на следующий день, серьезно затрудняло наличие невзорвавшейся торпеды, которую обнаружили под килем линкора при водолазном осмотре. 45-см авиаторпеды, примененные англичанами в рейде на Таранто, снабжались неконтактными магнитными взрывателями, поэтому дрейф корабля мог вызвать взрыв, весьма нежелательный в сложившейся ситуации. В конце концов 11 декабря «Литторио» ввели в сухой док для ремонта, который завершился 11 марта 1941 г. 1 апреля на корабле снова поднял свой флаг адмирал Я кино и в августе — сентябре линкор совершил несколько выходов в море вместе с «Витторио Венето», как уже было описано выше.

17 декабря 1941 г. «Литторио» участвовал в первом бою в заливе Сирт. Итальянская эскадра осуществляла прикрытие конвоя в Ливию, когда от немецкого самолета-разведчика поступила информация об отряде английских кораблей, вышедшем с Мальты. В действительности это был танкер (ошибочно принятый немцами за линкор) в охранении трех крейсеров и двенадцати эсминцев. Якино бросил против них «Литторио», «Дориа» и «Чезаре» в охранении двух крейсеров и десяти эсминцев. В 17.53 итальянцы вышли на визуальный контакт с англичанами и открыли огонь с дальних дистанций, под прикрытием которого итальянские эсминцы попытались выйти в торпедную атаку. Английские корабли, отстреливаясь, отошли под прикрытием дымовой завесы. Уже в 18.00 бой окончился безрезультатно для обеих сторон. 19 декабря итальянский конвой достиг Триполи.

22 марта 1942 г. состоялся второй бой в заливе Сирт. В 14.24 по разведданным, полученным от подводных лодок, итальянское соединение из трех тяжелых крейсеров и четырех эсминцев атаковало английский конвой, шедший из Александрии на Мальту. Ответные действия англичан последовали незамедлительно. В то время, как крейсер и шесть эсминцев продолжали непосредственное охранение конвоя, остальные четыре крейсера и двенадцать эсминцев, заставили итальянцев начать немедленный отход под интенсивным огнем, открытым в 14.35. Положение сторон изменилось в 16.18, когда к месту боя подошел «Литторио» с тремя эсминцами. На море бушевал шторм, налетавшие дождевые шквалы и дымовые завесы англичан существенно затруднили итальянцам ведение огня. В 18.30 английские эсминцы произвели дерзкую торпедную атаку, отбитую шквальным огнем итальянской корабельной артиллерии. Один из английских эсминцев («Лайвли») получил попадание 381-мм снарядом, а на юте «Литторио» разорвался английский 120-мм снаряд, повредивший палубный настил. Форс пламени из стволов кормовых 381-мм орудий вызвал воспламенение самолета на катапульте, что послужило для англичан поводом считать достигнутым торпедное попадание в итальянский линкор. С наступлением темноты бой завершился. При возвращении на базу во время сильного шторма затонули два итальянских эсминца.

Очередная попытка предотвратить проводку английского конвоя на Мальту, предпринятая итальянской эскадрой 12–16 июня 1942 г., увенчалась успехом: конвой был принужден возвратиться. «Литторио», «Витторио Венето», четыре крейсера и десять эсминцев вышли из Таранто 14 июня. Британский самолет-разведчик своевременно обнаружил итальянские корабли, после чего на них последовали многочисленные воздушные атаки. В 9.05 15 июня «Литторио» получил попадание фугасной авиабомбой среднего калибра с американского высотного бомбардировщика «В-24» во вторую 381-мм башню. Результатом этого попадания явились повреждение башенного дальномера и осколочные пробоины в палубном настиле полубака. Гораздо более серьезные повреждения кораблю причинило попадание авиаторпеды с самолета «Веллингтон» в 23.39. Торпеда взорвалась в носовой части по правому борту в районе 194 шпангоута за пределами конструктивной подводной защиты. Корабль принял около 1 600 тонн забортной воды, еще 350 тонн приняли в кормовые отсеки для выравнивания крена и дифферента. Линкор своим ходом возвратился в базу и уже 27 августа ремонт повреждений завершился. 13 ноября 1942 г. «Литторио» перешел в Неаполь, однако 4 декабря возвратился в Таранто. С декабря 1942 г. по июнь 1943 г. линкор использовался для обеспечения противовоздушной обороны Таранто, Специи и Генуи. 14 апреля 1943 г. во время массированного налета на Специю он получил попадание авиабомбой в левый борт второй 381-мм башни. Бронирование было пробито, осколки повредили палубный настил. Ремонт повреждений выполнили верфи Специи.

После падения 25 июля 1943 г. режима Муссолини «Литторио» переименовали в «Италию». 9 сентября, находясь на переходе морем «Италия» подверглась атаке немецких бомбардировщиков «До-217», использовавших тяжелые радиоуправляемые бронебойные планирующие авиабомбы «Фриц-Х» (масса 1570 кг, масса ВВ 300 кг, вероятность попадания в маневрирующую цель типа крейсер 0.3, высота применения 6–8 км, бронебойное действие 120–150 мм). Одна из таких бомб попала в палубу полубака в районе 162 шпангоута и вышла через бортовую обшивку, детонировав в воде у борта. Повреждению подверглось 190 кв. метров обшивки в подводной части, поступление забортной воды составило 830 тонн (еще 400 приняли для выравнивания крена и дифферента). Другая бомба взорвалась в воде вблизи от левого борта, вызвав обводнение топлива в близлежащих цистернах.

После короткой стоянки на Мальте «Италия» вместе с «Витторио Венето» подверглась интернированию в Большом Горьком озере (зона Суэцкого канала) с 18 сентября 1943 г. по 4 февраля 1946 г. Затем 9 февраля линкор прибыл в Августу (Сицилия), откуда перешел в Специю. Ввиду того, что по условиям Парижского мирного договора «Италия» отходила к США, 1 июня 1948 г. корабль исключили из списков итальянского флота.

Так как правительство США согласилось на разделку линкора на металлолом в Италии, он был окончательно разобран в Специи к 1955 г.