第二次大改装工程之后的金刚号第二次大改装工程1933年8月开始，至1936年全部结束。更换了新型蒸汽轮机，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；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。
