Перестройку носовой части "Мутсу" провели в январе-мае 1927 года, в корме появилась вставка. В результате наибольшая длина корабля стала равной 217,39 м. С заливанием удалось справиться. Вскоре подобные работы провели и на "Нагато". После завершения переоборудования во внешнем виде линкоров появились отличия: на "Нагато" якорные клюзы остались на прежнем месте, а на однотипном корабле были перенесены вперед на надстроенную часть корпуса.
1932-1934 гг.
В два этапа произвели работы по усилению зенитного вооружения. В первый с 1932 по 1934 годы с кораблей демонтировали все пулеметы, а вместо них установили 4 двухствольных установки 13,2-мм пулеметов (по бортам у первой трубы, и у грот-мачты). Во второй с 1933 по 1934 годы установили 40-мм автоматы и 13-мм пулеметы.
В 1932-1934 годах на "Мутсу", в башнях № 2 и № 3, установили дальномеры с базой 10 м, а между грот-мачтой и башней главного калибра катапульту. Вскоре аналогичные работы выполнили и на "Нагато".
В 1934 году на линкорах на платформе у второй дымовой трубы установили по 2 40-мм автомата производства британской фирмы "Виккерс". Перестроили ходовой мостик — он стал закрытым. В этот же период между трубами появилась платформа, на которой установили прожекторы, зенитный дальномер с базой 4,5 метра, и приборы управления зенитным огнем.
Линейный корабль "Мутсу". 1933 г. (Наружный вид)
На палубе "Нагато". 1920-е гг.
1934-1936 гг.
В этот период была произведена кардинальная модернизация кораблей. Работы на "Нагато" выполнила военно-морская верфь в Куре. Увеличили размер носовой надстройки, для размещения новых боевых постов, демонтировали первую дымовую трубу, изменили форму и размер второй дымовой трубы, на топе фок-мачты установили новый 10 м дальномер.
Главный броневой пояс ниже ватерлинии теперь состоял из двух рядов плит: верхнего толщиной 305 мм и высотой 2800 мм и нижнего толщиной 150 мм (по другим данным, 200 мм). Толщина нижней кромки пояса равнялась 100 мм, находилась она на 2,77 м ниже конструктивной ватерлинии. Имелся также верхний броневой пояс. Он находился непосредственно над главным, имел на всем протяжении толщину 150 мм.
Линкоры типа "Нагато" имели две бронированные палубы. Общая толщина главной бронированной палубы равнялась 69 мм. Она набиралась из двух 25 мм плит стали высокого сопротивления, положенных на 19-мм настилку из этой же стали. Примыкала она к бортовому поясу. Палуба защищала помещения между барбетами башен № 2 и № 3. Над погребами с боезапасом ее толщина увеличивалась.
Нижняя броневая палуба толщиной 75 мм состояла из трех рядов 25-мм плит из стали высокого сопротивления.
Система противоминной защиты и бронированная цитадель предназначалась для прикрытия жизненно важных мест корабля, таких, как машинные и котельные отделения, погреба боезапасов, важнейшие посты управления от непосредственного воздействия подводного взрыва.
Проведенные в 1924 г. испытания с использованием корпуса недостроенного линкора "Тоза" в корне изменили основные положения концепции противоминной защиты, и поэтому приняли решение о перестройке всей ее системы. Были добавлены новые противоминные переборки, снаружи установили були, между барбетами башен № 1 и № 4, (что составляло 137,144 м или 63,15% длины корпуса), высотой 13,5 м и шириной 2,84 м. В верхней части булей шел коридор, заполненный рядами стальных труб диаметром 225 мм. Верхняя кромка булей была выше ватерлинии на 1,76 м.
В результате увеличилось водоизмещение кораблей. Стандартное водоизмещение "Нагато" выросло до 39130 т, а для "Мутсу" аналогичный показатель стал равен 39050 т. На испытания корабли вышли со следующим водоизмещением "Нагато" — 43580 т (при осадке 9,494 м), "Мутсу" 43439 т. Полное водоизмещение "Нагато" в тот период составляло 46356 т (при осадке 10,04 м), стандартное 37715 т (при осадке 8,31 м).
Линейный корабль "Мутсу". 1936 г. (Наружный вид)
Линейные корабли типа "Нагато". Конец 1930-х гг. (План котельных и турбинных отсеков)
Линейные корабли типа "Нагато". Конец 1930-х гг. (Конструктивный мидель-шпангоут)
Во время модернизации была произведена замена стволов артиллерии главного калибра, усилено бронирование башен установкой дополнительных плит. Увеличилась дальность стрельбы с 33000 м до 37000 м. Этого удалось добиться за счет увеличения угла возвышения орудий с 30° до 43°. С линкоров демонтировали по два 140-мм орудия, находившихся в носовом каземате. Увеличили дальность стрельбы казематных орудий с 15800 (верхний ярус) и 17000 (нижний ярус) до 20000 метров. Этого удалось добиться за счет увеличения углов возвышения орудий с 20° (верхние) и 25° (нижние) до 35°.