第一次現代化改裝 - 戰列艦
1929年9月開始，“金剛”號在橫須賀海軍船廠幹船塢接受了為期1年半的大規模改造。
【 防護 】
這次改裝的重點是加強日顯薄弱的防禦力，尤其是水平裝甲。在彈藥庫和輪機艙頂部原有的57毫米VC維克斯滲碳裝甲穹甲上增加了一層76毫米厚的CNC含銅合金鋼均質裝甲；炮塔裝甲也增加了1英寸達到10英寸；沿水線安裝了佔全艦長度80%的防雷突出部（參見：戰列艦三國志 -“厭戰”號（3）間戰期大升級），艦寬增加到29米，為此還拆除了4具魚雷發射管。
全艦裝甲重量從6502長噸增加到了10313長噸（增重3872公噸），排水量達到3萬噸，防護能力已經接近扶桑型，但這直接違反了《華盛頓條約》的規定（單艦改裝增加的排水量不得超過3000長噸（3048公噸）。條約時期各國海軍都會使出這樣陽奉陰違的小把戲，大家心照不宣，不過日本是玩得最野的，從戰列艦到輕巡都會超標。
> 1930年橫須賀幹船塢中的“金剛”號，舷側尚未安裝防雷突出部
【 動力 】
排水量增加後整個動力系統也進行了徹底更新，全部36座亞羅式煤/油混燒鍋爐都被拆除，更換為16座燃油專燒鍋爐，驅動布朗-寇蒂斯直驅蒸汽輪機，最大航速降低到約26節（1931年8月4日在館山衝標柱間公試速度為25.37節）。因為鍋爐數量大幅減少，前煙囪被拆除，困擾艦橋多年的黑煙問題被徹底解決。
> 安裝了防雷突出部的“金剛”號
另外還在Q號和Y號炮塔之間增設了航空設備，以搭載3架橫廠E1Y3 14式水上飛機，但沒有配備彈射器，需用吊車吊放到海面上。雖然早在十幾年前就進行過水上飛機操作試驗，但當時的飛機性能不佳，艦機適配性很差，直到這次改裝才真正具備航空作業能力。
1931年3月31日，日本官方宣佈“金剛”號完成改裝，但實際改裝工程尚未全部完成。在此之前除“比睿”號因受條約限制改裝為訓練艦外，“榛名”號和“霧島”號已先後完成了相應的現代化改裝。金剛型的裝甲防護提升、航速下降，因而被升格為戰列艦。
> 1931年7月20日完工98.2%的“金剛”號，船塢已注水
7月21-22日，在B號和Q號炮塔上安裝了8米測距儀。
9月18日，“九一八”事變爆發，日本入侵東三省。隨後國聯派出李頓調查團赴華調查滿洲問題。
12月1日，完成全部改裝工程的“金剛”號重新服役加入第一戰列艦隊，併成為聯合艦隊旗艦。
1932年1月，在桅樓上安裝了88式和90式方位盤照準裝置以及2座1.5米直徑探照燈。5月份，所有76.2毫米炮被拆除，換裝4座雙聯裝127毫米高炮，另外加裝了2座雙聯裝維克斯40毫米高炮，2座艉部炮塔之間安裝了一部吳二號三型飛機彈射器。
12月1日，日後瓜島海戰的主將 - 親手葬送“霧島”號的近藤信竹大佐出任“金剛”號第20任艦長，其它擔任過艦長的著名人物還有第25任慄田健男，第27任西村祥治（兼），第28任田中賴三，當時均為大佐。
1933年1月26日，飛機彈射器進行了首次測試。2月3日，聯合艦隊旗艦轉為“陸奧”號。
時光飛逝，在斷斷續續的大改和小改中，“金剛”號度過了它的第2個十年，依舊毫無建樹。當然在海軍假日裡，海軍列強的戰列艦都在蟄伏中接受改裝以延長自己的生命。
> 從近及遠分別為“長門”號、“霧島”號、“伊勢”號和“日向”號，均處於各自第一次和第二次現代化改裝之間的狀態。國民戰艦“長門”號彎曲的一號煙囪最為醒目，也是為了讓排煙遠離艦橋，連當時日本小學生在美術課上畫軍艦時都會特意把煙囪畫成這個形狀（1936年改裝時又給扳直了）
第二次現代化改裝
1933年2月24日，國聯大會以42票贊成、日本1票反對通過了19國委員會關於接受《李頓調查團報告書》的決議，重申不承認偽滿洲國。日本於3月28日宣佈退出國際聯盟，並在1934年12月29日退出了《華盛頓海軍條約》，此後在1936年1月15日又退出了倫敦裁軍會議，和英國老師徹底決裂，所有對主力艦數量和規模的限制也全部煙消雲散了。
1933-34年間“金剛”號的活動明顯增多，2次擔任聯合艦隊旗艦，出沒在臺灣、南海、旅順等地。
鑑於原來規劃的新一代戰列巡洋艦不是被改裝就是被拆解，日本海軍於1934年5月31日廢止了戰列巡洋艦這一艦種。1934年11月15日，“金剛”號將旗艦轉給“山城”號，轉入第二預備役，為第二次大規模改裝做準備。
1935年1月10日，橫須賀鎮守府司令長官末次信正上將邀德國駐日使館海軍武官保羅·溫尼克上校參觀“金剛”號，但是日本海軍的炮術演示沒有給這位前“石勒蘇益格 - 荷爾斯泰因”號戰列艦槍炮長留下什麼好印象。
溫尼克上校回國後擔任了3年“德意志”號袖珍戰列艦艦長，然後第二次赴日出任海軍武官。他曾極力推進兩國海軍之間的經驗交流和技術共享，向日本人傳授了U艇的狼群戰術，並建議對美國實施潛艇破交戰。但固執的日本海軍認為美國造船工業發達，可以迅速補充商船的損失，因此潛艇應該用於攻擊價值更高的軍艦。顯然實力遠高於德國的日本海軍並不想給自己再找一個老師。
1935年6月1日，“金剛”號在3年半後又一次駛入橫須賀海軍船廠幹船塢，開始了第二次現代化改裝，主要目的是提高航速。
除了為日益增多的艦隊航母護航外，更重要的原因是海軍戰略發生變化。根據九段漸減作戰計劃，在至關重要的第七段，日本海軍的全部重巡洋艦（第5-第8戰隊）將分為2個夜戰群對美國艦隊發動大規模雷擊夜襲，第二艦隊司令長官直率的第3戰隊（轄4艘金剛型）和第4戰隊一起提供火力掩護，負責壓制並驅散美國的前衛重巡編隊。為此金剛型的航速必須進一步提高以便能夠跟上動輒飆到34節以上的日本重巡戰隊。
> 1932年入役前進行海試的“愛宕”號重巡，在宿毛灣外標柱間跑出35.2節的高速
【 艦體 】
這次改裝最大的變化是將艦艉延長了7.9米，增大長寬比，減小航行阻力，改善高速性。艦艏也進行了修型變得更加鋒利，提高破浪能力。
“金剛”號的桅樓也進行了徹底的重建，變得更加壯碩，10層平臺（扶桑型是14層）塞滿了主/副炮射擊指揮所、防空指揮所、觀測所、戰鬥艦橋、羅經艦橋、觀測指揮所和高射機槍，桅樓頂端安裝了10米測距儀。原有的後部艦橋被拆除，改建為5層高的後桅樓，配置了預備射擊指揮所和測距儀。
> 1934年率先完成第二次現代化改裝正在進行海試的“榛名”號桅樓特寫
【 武備 】
主炮被更新為41式三號三型，最大仰角進一步提高到43度，單炮備彈量增加到150發。佈置在最前面的2門炮廓炮被拆除以減輕重量，副炮的仰角也提高到30度。剩餘的4座魚雷發射管也被拆除，用於增加燃油攜帶量。2座40毫米高炮被拆除，安裝了10座雙聯25毫米機關炮。
飛機彈射器也更新為吳二號五型火藥彈射器，可以彈射重量更大的中島E8N或川西 E7K水上飛機。
【 防護 】
主裝甲帶全部增厚到8英寸（之前的厚度從6英寸過渡到8英寸），並由5-8英寸寬的隔板進行結構加強。部分甲板增加了4英寸厚的水平裝甲，彈藥庫裝甲也被增強到4英寸厚。
> 找到一張皇家海軍復仇級戰列艦“君權”號的舯部剖面圖，可以看到右舷的防雷突出部和艦體內部複雜的支撐結構
因為“金剛”號自1913年服役到1941年底太平洋戰爭爆發為止，長達28年的青年和中年時代就是這樣相當無趣地度過的，既沒有參加任何像樣的作戰行動，也沒有什麼舉世矚目的遠航，只有不斷的改裝再改裝，訓練再訓練 - “金剛”號的炮術成績在聯合艦隊中是出類拔萃的。
如果說“厭戰”號在年少時是豪門世家的不羈子弟，“華盛頓”號是初出茅廬就一戰成名的大家新貴，那麼“金剛”號則更像是豪門過繼給鄉下親戚的庶子，從少年到中年一直躲在自己後院裡埋頭苦練內功，以寄望有一天能夠出人頭地。
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