Perjanjian Tentera Laut Washington pada tahun 1924, mengurangkan perlumbaan angkatan laut dunia bagi membina kapal perang mereka, dengan pelbagai kapal sama ada dilupuskan atau ditukar menjadi kapal lain. Perjanjian tersebut kekal sehingga 1936, apabila angkatan laut dunia mula bersiap sedia. Beberapa kapal terkenal seperti Bismarck, Missouri, dan Yamato telah dilancarkan sebagai persediaan menghadapi Perang Dunia II yang akan datang.

Pada awal permulaan Pertempuran Atlantik (1940), armada Jerman telah mengancam konvoi Atlantik, maka armada perang Britain menumpukan usaha mereka untuk mencari dan memusnahkannya. Kapal perang (kapal tempur) dan kapal tempur poket Jerman berjaya pada awalnya, seperti apabila Scharnhorst dan Gneisenau mengejutkan dan menenggelamkan kapal induk HMS Glorious pada Jun 1940. Kemudian apabila Bismarck menenggelamkan kruiser tempur HMS Hood pada Mei 1941, Perdana Menteri Britain Winston Churchill mengerahkan semua kapal Royal Navy menyerangnya.

Walau bagaimanapun, teknologi telah memintas kapal tempur. Meriam kapal tempur mungkin boleh menembak sejauh 30 batu, tetapi kapal induk dengan pesawat tempurnya boleh menyerang dari jarak beratus batu, dan radar membuatkan serangan-serangan tersebut lebih berkesan. Bismarck telah berjaya ditenggelamkan beberapa hari selepas ia memusnahkan HMS Hood, selepas ia dilumpuhkan oleh pengebom torpedo dari HMS Victorious dan HMS Ark Royal.

Pengeboman Pearl Harbor oleh Jepun telah menenggelam dan merosakkan kebanyakan kapal tempur Pasifik AS, namun kapal-kapal induk yang berada di lautan terselamat, dan kapal-kapal tersebut yang memberi kelebihan kepada AS semasa Pertempuran Midway. Peranan kapal tempur di Pasifik kemudiannya berubah sebagai pengebom persisiran dan pengawal kapal induk. Kapal tempur terbesar yang pernah dibina, Yamato dan Musashi dari Jepun, telah dimusnahkan oleh pesawat tempur kapal induk AS. Manakala kapal tempur Jerman terakhir Tirpitz terselamat sementara dengan bersembunyi di beberapa fjord di Norway, namun akhirnya turut dimusnahkan.

Dalam pertempuran terakhir antara kapal tempur, kapal tempur Amerika Syarikat South Dakota dan Washington berjaya menewaskan Kirishima Jepun di Pertempuran Guadacanal kedua berdekatan Pulau Savo.

Akibat perubahan teknologi, rancangan untuk kapal tempur lebih besar, seperti kelas Montana Amerika dan kelas Super Yamato Jepun, dibatalkan. Pada akhir perang, hampir kesemua kapal perang dunia dibersarakan atau dilupuskan.