只受限於華盛頓海軍條約的法國、意大利海軍以及條約之外的德國海軍從1932年起開始著手建造新型戰列艦，受限於倫敦條約的英、美，日三國也從1937年起開始著手建造新型戰列艦。各國建造的大致情況如附表所示、其中除了法國、意大利建造的中型高速戰列艦、美國的衣阿華級(low a) 戰列艦以及日本的大和級戰列艦之外，其餘均統稱為“35，000噸型”主力艦。
為了對抗德國海軍的裝甲艦(“袖珍戰列艦”)、法國海軍首先於1932年開工建造敦刻爾克級中型高速戰列艦，與此相抗衡，德國海軍則於1935年開工建造同類型的沙恩霍斯特級， 意大利海軍從1934開始建造更勝一籌的維托里奧·維內託級，“35.000盹型”戰列艦的造艦競爭在歐洲由此展開。為了對抗德、意海軍戰列艦，法國海軍又於1935年開始開工建造黎歇留級， 而翌年德國海軍又以英、法戰列艦為目標開工建造俾斯麥級戰列艦， 各自的工程緊鑼密鼓地紛紛展開。隨著兩個裁軍條約的失效，擺脫造艦限制的日本海軍於1937年極其秘密地開始建造大和級超巨型戰列艦。因第二次倫敦裁軍條約的限制，英、美、法三國海軍新建造的戰列艦常備排水量限制在35，000噸以下，主炮口徑限制在356毫米以下。日本因在1937年4月之前未加入該條約，於是“自動放寬條款”生效，各國獲得了將限制值提高到排水量45，000噸、主炮口徑406毫米以下的權利。
英國海軍根據當初的條約規定於1937年開始建造英王喬治五世級。法國和美國則依據“自動放寬條款”建造了新艦，其中法國海軍建造了黎歇留級，美國海軍分別於1937年、1939年、1940年建造了北卡羅來納級、南達科他級和衣阿華級。第二次世界大戰期間，英國海軍於1941年緊急建造了“前衛”號已與該條約沒有關係了。
1937年-1955年間，共六個國家完成了29艘新型戰列艦。這些戰列艦基本均為設想實施20000~30，000米距離炮戰而設計的，與以往的超無畏艦相比，這些新型戰列艦引人了許多新技術，諸如球鼻形艦艏、兼具防空和反水 4!面的高平兩用炮、主機室和鍋爐艙的分離交叉配置、高壓高溫蒸汽鍋爐，塔型艦橋等。
主炮方面，除法國、德國的中型高速戰列艦分別裝備了330毫米和283毫米主炮以外，英國海軍的英王喬治五世級裝備356毫米主炮，口徑最小。法國、德國、意大利新建各艦及英國海軍“前衛”號裝備了15英寸(381毫米)級主炮，美國新建各艦裝備406毫米主炮，面日本海軍大和級裝備了460毫米主炮。主炮裝備數量為8至10門，俾斯麥級與“前衛”號採用4座雙聯裝的傳統配置方式，英、法新型艦還引入四聯裝炮塔以減輕重量，此外，美，日、意、德新型艦裝備了3座三聯裝炮塔。
四聯裝炮塔比兩座雙聯裝炮塔的重量減輕25%。法國新型艦為了減輕防禦重量而在艦體前部集中配置2座四聯裝炮塔，英國的英王喬治五世級則同時裝備四聯裝炮塔和雙聯裝炮塔，三座炮塔共10門主炮。
歐洲各國的新型戰列艦是航速達到30節的高速戰列艦、而且在防禦方面均能防禦己方主炮口徑的炮彈。相比之下，比歐洲各國裝備更大口徑主炮的美國海軍北卡羅來納級(能防禦356毫米炮彈)、南達科他級和日本海軍大和級的航速僅儀達到27~28節。因此，衣阿華級依據“自動放寬條款”將排水量增加到45.000噸、406毫米主炮增強至50倍徑，並且實現了33節的高航速。日，德、意海軍重視對水面艦艇炮戰，因此同時裝備了副炮和高射炮，而英、美，法海軍認為同時裝備這兩種炮不夠經濟，故而採用了兼具防空和反水面的高平兩用炮。最早是敦刻爾克級的130毫米45倍徑兩用炮，而黎歇留級裝備了威力更大的152毫米55倍徑兩用炮。美艦裝備了與驅逐艦主炮相同的127毫米38倍徑炮，英艦認為應比驅逐艦更強故而裝備了133毫米50倍徑兩用炮。
第二次世界大戰期間，各國戰列艦均大幅增加裝備防空機關炮、但美、英海軍引人的“博福斯”40毫米4聯裝機關炮和“厄利孔”20毫米單裝及雙聯裝機關炮具1、 有最優秀的防空效果。
第二次世界大戰開始時，雷達已經開始實際應用，被美、英海軍裝備在戰列艦上用於對空和對海警戒，從8 1940年左右又被用於射擊控制，極大地提高了對空、對海戰鬥能力。日、德海軍新艦在戰時也裝備了雷達，但性能、實用性等均比較落後。
由於第二次世界大戰的爆發，一些工程進展緩慢的計劃艦被停止建造。戰時緊急建造的“前衛”號是最後開工的戰列艦.它使用一戰時期的381毫米雙聯裝炮。該艦曾於戰爭期間中斷建造進程，後於戰後重新開始並於1955年竣工。法國海軍的“讓·巴爾”號是史上最後完成的一艘戰列艦。
大戰期間，戰列艦之間曾經發生戰鬥，但卻並非是戰前設想的艦隊炮戰，海上主要兵力的位置依然位於飛機。此後，應用戰列艦最多的是美國海軍，主要使用無畏艦和超無畏艦實施對陸炮擊，以新型戰列艦作為航母機動部隊的護衛及擔任旗艦等。
第二次世界大戰結束後至20世紀60年代，除美國的衣阿華級外，各國海軍的戰列艦基本退役或者除名而退出歷史舞臺。衣阿華級在朝鮮戰爭和越南戰爭中仍從事對陸上炮擊作戰。此後，該級艦於1981年~1988年從預備役重新啟用並進行改裝、裝備了“戰斧”巡航導彈和“魚叉”反艦導彈後，一時又成為水面打擊部隊的核心，並有兩艘艦參加了海灣戰爭。20世紀90年代，全部戰列艦均宣佈退役。除作為紀念艦保存下來的以外，戰列艦的影子全部消失了。
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