第一次现代化改装 - 战列舰
1929年9月开始，“金刚”号在横须贺海军船厂干船坞接受了为期1年半的大规模改造。
【 防护 】
这次改装的重点是加强日显薄弱的防御力，尤其是水平装甲。在弹药库和轮机舱顶部原有的57毫米VC维克斯渗碳装甲穹甲上增加了一层76毫米厚的CNC含铜合金钢均质装甲；炮塔装甲也增加了1英寸达到10英寸；沿水线安装了占全舰长度80%的防雷突出部（参见：战列舰三国志 -“厌战”号（3）间战期大升级），舰宽增加到29米，为此还拆除了4具鱼雷发射管。
全舰装甲重量从6502长吨增加到了10313长吨（增重3872公吨），排水量达到3万吨，防护能力已经接近扶桑型，但这直接违反了《华盛顿条约》的规定（单舰改装增加的排水量不得超过3000长吨（3048公吨）。条约时期各国海军都会使出这样阳奉阴违的小把戏，大家心照不宣，不过日本是玩得最野的，从战列舰到轻巡都会超标。
> 1930年横须贺干船坞中的“金刚”号，舷侧尚未安装防雷突出部
【 动力 】
排水量增加后整个动力系统也进行了彻底更新，全部36座亚罗式煤/油混烧锅炉都被拆除，更换为16座燃油专烧锅炉，驱动布朗-寇蒂斯直驱蒸汽轮机，最大航速降低到约26节（1931年8月4日在馆山冲标柱间公试速度为25.37节）。因为锅炉数量大幅减少，前烟囱被拆除，困扰舰桥多年的黑烟问题被彻底解决。
> 安装了防雷突出部的“金刚”号
另外还在Q号和Y号炮塔之间增设了航空设备，以搭载3架横廠E1Y3 14式水上飞机，但没有配备弹射器，需用吊车吊放到海面上。虽然早在十几年前就进行过水上飞机操作试验，但当时的飞机性能不佳，舰机适配性很差，直到这次改装才真正具备航空作业能力。
1931年3月31日，日本官方宣布“金刚”号完成改装，但实际改装工程尚未全部完成。在此之前除“比睿”号因受条约限制改装为训练舰外，“榛名”号和“雾岛”号已先后完成了相应的现代化改装。金刚型的装甲防护提升、航速下降，因而被升格为战列舰。
> 1931年7月20日完工98.2%的“金刚”号，船坞已注水
7月21-22日，在B号和Q号炮塔上安装了8米测距仪。
9月18日，“九一八”事变爆发，日本入侵东三省。随后国联派出李顿调查团赴华调查满洲问题。
12月1日，完成全部改装工程的“金刚”号重新服役加入第一战列舰队，并成为联合舰队旗舰。
1932年1月，在桅楼上安装了88式和90式方位盘照准装置以及2座1.5米直径探照灯。5月份，所有76.2毫米炮被拆除，换装4座双联装127毫米高炮，另外加装了2座双联装维克斯40毫米高炮，2座艉部炮塔之间安装了一部吴二号三型飞机弹射器。
12月1日，日后瓜岛海战的主将 - 亲手葬送“雾岛”号的近藤信竹大佐出任“金刚”号第20任舰长，其它担任过舰长的著名人物还有第25任栗田健男，第27任西村祥治（兼），第28任田中赖三，当时均为大佐。
1933年1月26日，飞机弹射器进行了首次测试。2月3日，联合舰队旗舰转为“陆奥”号。
时光飞逝，在断断续续的大改和小改中，“金刚”号度过了它的第2个十年，依旧毫无建树。当然在海军假日里，海军列强的战列舰都在蛰伏中接受改装以延长自己的生命。
> 从近及远分别为“长门”号、“雾岛”号、“伊势”号和“日向”号，均处于各自第一次和第二次现代化改装之间的状态。国民战舰“长门”号弯曲的一号烟囱最为醒目，也是为了让排烟远离舰桥，连当时日本小学生在美术课上画军舰时都会特意把烟囱画成这个形状（1936年改装时又给扳直了）
第二次现代化改装
1933年2月24日，国联大会以42票赞成、日本1票反对通过了19国委员会关于接受《李顿调查团报告书》的决议，重申不承认伪满洲国。日本于3月28日宣布退出国际联盟，并在1934年12月29日退出了《华盛顿海军条约》，此后在1936年1月15日又退出了伦敦裁军会议，和英国老师彻底决裂，所有对主力舰数量和规模的限制也全部烟消云散了。
1933-34年间“金刚”号的活动明显增多，2次担任联合舰队旗舰，出没在台湾、南海、旅顺等地。
鉴于原来规划的新一代战列巡洋舰不是被改装就是被拆解，日本海军于1934年5月31日废止了战列巡洋舰这一舰种。1934年11月15日，“金刚”号将旗舰转给“山城”号，转入第二预备役，为第二次大规模改装做准备。
1935年1月10日，横须贺镇守府司令长官末次信正上将邀德国驻日使馆海军武官保罗·温尼克上校参观“金刚”号，但是日本海军的炮术演示没有给这位前“石勒苏益格 - 荷尔斯泰因”号战列舰枪炮长留下什么好印象。
温尼克上校回国后担任了3年“德意志”号袖珍战列舰舰长，然后第二次赴日出任海军武官。他曾极力推进两国海军之间的经验交流和技术共享，向日本人传授了U艇的狼群战术，并建议对美国实施潜艇破交战。但固执的日本海军认为美国造船工业发达，可以迅速补充商船的损失，因此潜艇应该用于攻击价值更高的军舰。显然实力远高于德国的日本海军并不想给自己再找一个老师。
1935年6月1日，“金刚”号在3年半后又一次驶入横须贺海军船厂干船坞，开始了第二次现代化改装，主要目的是提高航速。
除了为日益增多的舰队航母护航外，更重要的原因是海军战略发生变化。根据九段渐减作战计划，在至关重要的第七段，日本海军的全部重巡洋舰（第5-第8战队）将分为2个夜战群对美国舰队发动大规模雷击夜袭，第二舰队司令长官直率的第3战队（辖4艘金刚型）和第4战队一起提供火力掩护，负责压制并驱散美国的前卫重巡编队。为此金刚型的航速必须进一步提高以便能够跟上动辄飙到34节以上的日本重巡战队。
> 1932年入役前进行海试的“爱宕”号重巡，在宿毛湾外标柱间跑出35.2节的高速
【 舰体 】
这次改装最大的变化是将舰艉延长了7.9米，增大长宽比，减小航行阻力，改善高速性。舰艏也进行了修型变得更加锋利，提高破浪能力。
“金刚”号的桅楼也进行了彻底的重建，变得更加壮硕，10层平台（扶桑型是14层）塞满了主/副炮射击指挥所、防空指挥所、观测所、战斗舰桥、罗经舰桥、观测指挥所和高射机枪，桅楼顶端安装了10米测距仪。原有的后部舰桥被拆除，改建为5层高的后桅楼，配置了预备射击指挥所和测距仪。
> 1934年率先完成第二次现代化改装正在进行海试的“榛名”号桅楼特写
【 武备 】
主炮被更新为41式三号三型，最大仰角进一步提高到43度，单炮备弹量增加到150发。布置在最前面的2门炮廓炮被拆除以减轻重量，副炮的仰角也提高到30度。剩余的4座鱼雷发射管也被拆除，用于增加燃油携带量。2座40毫米高炮被拆除，安装了10座双联25毫米机关炮。
飞机弹射器也更新为吴二号五型火药弹射器，可以弹射重量更大的中岛E8N或川西 E7K水上飞机。
【 防护 】
主装甲带全部增厚到8英寸（之前的厚度从6英寸过渡到8英寸），并由5-8英寸宽的隔板进行结构加强。部分甲板增加了4英寸厚的水平装甲，弹药库装甲也被增强到4英寸厚。
> 找到一张皇家海军复仇级战列舰“君权”号的舯部剖面图，可以看到右舷的防雷突出部和舰体内部复杂的支撑结构
因为“金刚”号自1913年服役到1941年底太平洋战争爆发为止，长达28年的青年和中年时代就是这样相当无趣地度过的，既没有参加任何像样的作战行动，也没有什么举世瞩目的远航，只有不断的改装再改装，训练再训练 - “金刚”号的炮术成绩在联合舰队中是出类拔萃的。
如果说“厌战”号在年少时是豪门世家的不羁子弟，“华盛顿”号是初出茅庐就一战成名的大家新贵，那么“金刚”号则更像是豪门过继给乡下亲戚的庶子，从少年到中年一直躲在自己后院里埋头苦练内功，以寄望有一天能够出人头地。
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