长门级服役后为克服前主桅桅楼与前烟囱距离过近导致排烟倒灌,前烟囱被改成大幅度向后弯曲的形状以远离桅楼。其他小规模改装还包括修改舰艏,搭载水上飞机及弹射器。
1930年代中期长门级进行了大规模的现代化改造,包括提高主炮仰角增大主炮射程;加强舰体与炮塔的防护装甲,舰体舯部增加防鱼雷凸出隔舱;为改善线形减少航行阻力将舰艉延长;全部更换为专烧重油锅炉,由于锅炉数目减少将临近舰桥的前烟囱拆除,锅炉排烟由两个烟囱合并成一个;根据金刚级战列舰改装的经验改建高大、结构复杂的塔式舰桥;加强了防空火力和搭载水上飞机。长门级在此次现代化改装中未更换主机,改装后航速降到25节。