Với kế hoạch tài khóa 1917 được chuẩn y, việc đấu thầu bốn chiếc thuộc lớp Colorado được mở vào ngày 18 tháng 10 năm 1916; và mặc dù Maryland đặt lườn sớm vào ngày 24 tháng 4 năm 1917, ba chiếc thiết giáp hạm còn lại chỉ được khởi công vào năm 1919-1920. Cùng với sự hủy bỏ lớp South Dakota thứ nhất, lớp Colorado là những thiết giáp hạm Mỹ cuối cùng được đưa vào phục vụ trong gần hai thập niên. Chúng cũng là những thiết giáp hạm Mỹ cuối cùng có tháp súng đôi; khi lớp North Carolina và lớp South Dakota thứ hai trang bị chín khẩu hải pháo 406 mm (16 inch)/45 caliber Mark 6 và lớp Iowa có chín khẩu hải pháo 406 mm (16 inch)/50 caliber Mark 7[5][10][11] bố trí trên ba tháp pháo ba nòng.

Kế hoạch hiện đại hóa các lớp Tennessee và Colorado được trù định vào tháng 10 năm 1931. Chúng bao gồm các biện pháp bảo vệ chống lại đạn pháo hóa học vốn có chứa khí độc,[12] mặc dù Ủy ban Tướng lĩnh từng khẳng định vào cuối những năm 1920 là không thể khử độc một thiết giáp hạm trúng phải loại đạn pháo này, mà cần phải đánh chìm nó.[13] Ngoài ra, đai giáp chính sẽ được ghép thêm thép tấm 36kg (80 lb) tôi đặc biệt (STS); vốn sẽ làm tăng thêm 1.319 tấn vào lượng rẽ nước của con tàu, cũng như lớp giáp trên nóc tháp pháo sẽ được làm dày hơn, hệ thống kiểm soát hỏa lực sẽ được cải tiến với những kỹ thuật mới nhất, và kiểu đạn pháo mới dành cho dàn pháo chính sẽ được thiết kế.[12] Hai (sau này là bốn) pháo pháo tự động 28 mm (1,1 inch)/75 caliber sẽ được bổ sung, và hệ thống động lực đang có sẽ được thay thế bằng thiết bị mới hơn nhằm giúp cho con tàu không bị giảm tốc độ trong khi có lượng rẽ nước gia tăng đáng kể.[12] Những cải tiến này sẽ tốn phí khoảng 1,5 triệu Đô la cho mỗi chiếc (tổng cộng 71.723.000 Đô la), nhưng khi đất nước đang phải chịu đựng đợt Đại suy thoái, không có sẵn nhiều tiền cho Hải quân. Một phương án có thể tiết kiệm đến 26.625.000 Đô la bằng các biện pháp chỉ đại tu các động cơ thay vì đổi mới toàn bộ (sẽ làm giảm tốc độ các con tàu), không bổ sung bảo vệ chống đạn pháo hóa học, và không thiết kế hay chế tạo đạn pháo mới; nhưng những đề xuất tiết kiệm này không được chấp nhận. Hải quân yêu cầu Quốc hội cấp ngân khoản trong năm tài chính 1933 để hiện đại hóa hai lớp tàu, nhưng cuộc suy thoái ngày càng tồi tệ và các kế hoạch này không bao giờ được thực hiện, cho dù vẫn còn các đề nghị cải tiến.[12]

Đầu năm 1934, Văn phòng Chế tạo và Sửa chữa đề nghị rằng "Năm Ông Lớn" (hai chiếc lớp Tennessee và ba chiếc lớp Colorado) sẽ được trang bị đai giáp chống ngư lôi để được hưởng lợi từ sự gia tăng sức nổi; vì cùng với các yếu tố khác, hoạt động thường lệ khi rời cảng với lượng nhiên liệu tối đa cho phép sẽ làm các con tàu quá tải và đi khẳm trên mặt nước. Ví dụ như vào tháng 6 năm 1935, Tennessee có lượng rẽ nước hoạt động bình thường là 38.200 tấn, vượt quá 2.000 tấn so với tải trọng khẩn cấp tối đa mà thiết kế nguyên thủy cho phép; làm cho tầm nước của nó tăng thêm 1,6 m (5 ft 4 in). Đề nghị của Văn phòng chế tạo và Sửa chữa về đai giáp trên chiếc Colorado sẽ có lượng rẽ nước khoảng 2.000 tấn và nâng cao tàu lên 0,5 m (20 inch). Việc trang bị đai giáp sẽ kéo dài một năm làm việc, trong đó mỗi con tàu sẽ trải qua sáu tháng trong ụ theo thời biểu như sau: tháng đầu tiên trong ụ tàu để xác định hình dáng lườn tàu, sáu tháng tiếp theo con tàu vẫn đi biển trong khi đai giáp được chế tạo, và năm tháng cuối cùng trải qua trong ụ tàu để trang bị nó.[14]

Ba năm sau 1937, các văn phòng của Hải quân Mỹ mở cuộc họp chung để thảo luận phương án khả thi hiện đại hóa một phần các tàu chiến trong lớp Tennessee và Colorado. Chúng khác biệt nhiều so với những thay đổi được đề nghị vào năm 1933, không tăng cường lớp vỏ giáp sàn tàu, nhưng có nhiều bổ sung và thay thế. Để có chỗ cho hệ thống kiểm soát hỏa lực mới, các nồi hơi được thay thế. Hệ thống điều khiển dàn pháo chính và pháo hạng hai được thay thế, bao gồm các bộ đo tầm xa mới và các thiết bị cho phòng định vị dàn pháo chính, cùng bộ điều khiển hỏa lực phòng không Mark 33. Cột buồm chính và súng máy M2 Browning được tháo dỡ, và tiến hành nghiên cứu về việc bổ sung một đai giáp chống ngư lôi, điều mà Văn phòng Chế tạo và Sửa chữa tin là hết sức quan trọng, sẽ làm tăng mạn thuyền lên 32,9 m (108 ft) và lượng rẽ nước của con tàu sẽ là 39.600 tấn. Nhiều kế hoạch khác nhau cho công việc này được hoàn tất vào tháng 10 năm 1938; không có phương án nào là tái cấu trúc toàn bộ, và chi phí thay đổi từ 8.094.000 đến 38.369.000 Đô la cho mỗi con tàu. Tuy nhiên, do ngân quỹ dành cho việc cải tiến sẽ làm giảm đi số tiền dành cho việc đóng thiết giáp hạm mới, và việc này sẽ tốt hơn là tái cấu trúc thiết giáp hạm cũ, Bộ trưởng Hải quân bác bỏ các dự án này vào tháng 11. Dù sao Quốc hội cũng chấp thuận chi 6.600.000 Đô la vào năm 1939 cho một số cải tiến, bao gồm đai giáp chống ngư lôi.[14]

Cùng với việc Chiến tranh Thế giới thứ hai bùng nổ tại châu Âu, Hải quân bắt đầu áp dụng các bài học mà Anh Quốc có được cho các tàu chiến Mỹ.[14] Ủy ban King vào những năm 1940 - 1941 đề nghị tráo đổi dàn pháo hạng hai trên các thiết giáp hạm cũ với sự gia tăng phòng thủ chống lại sự tấn công từ trên không. Chúng bao gồm việc tháo dỡ toàn bộ pháo chống hạm 127 mm (5 inch)/25 caliber và pháo phòng không 127 mm (5 inch)/51 caliber, thay thế bằng kiểu pháo 127 mm (5 inch)/38 caliber đa dụng, bổ sung sáu pháo tự động 28 mm (1,1 inch) bốn nòng, cắt bỏ một số phần của cấu trúc thượng tầng để tạo góc bắn cho các vũ khí phòng không mới. Một cấu hình sau cùng được ủy ban đề nghị vào năm 1941 bao gồm mười sáu nòng 127 mm (5 inch)/38 caliber đa dụng trên các tháp pháo đôi, mười sáu pháo Bofors 40 mm trên các tháp bốn nòng và tám khẩu Oerlikon 20 mm nòng đơn; cho dù vẫn không chắc chắn là con tàu có thể chịu đựng tải trọng bổ sung, cũng như thời gian cần thiết trong ụ tàu để thực hiện các cải tiến. Với những mối lo ngại đó, một biện pháp trung gian bổ sung bốn khẩu đội 28 mm (1,1 inch) được ủy ban đề nghị. Tuy nhiên, các khẩu pháo 28 mm (1,1 inch) không thể sản xuất số lượng lớn trong thời gian nhanh chóng, nên một biện pháp trung gian thứ hai được thực hiện, với kiểu pháo 76 mm (3 inch)/50 caliber được tăng cường cho mọi chiếc thiết giáp hạm Mỹ ngoại trừ Arizona và Nevada vào tháng 6 năm 1941; chúng được thay thế bởi kiểu pháo 28 mm (1,1 inch) vào tháng 11 năm đó trên ba chiếc thiết giáp hạm bố trí tại Đại Tây Dương, sở dĩ được chọn vì chúng đang ở gần vùng chiến sự hơn.[15]

Vì những cải tiến này được tiến hành trên nhiều thiết giáp hạm khác nhau, trọng lượng nặng thêm lại chất lên những con tàu vốn đã quá tải, buộc phải bổ sung đại giáp chống ngư lôi để duy trì độ nổi phù hợp. Công việc này tốn kém 750.000 Đô la và khoảng ba đến bốn tháng trong ụ tàu. Ủy ban King đề nghị rằng vỏ giáp sàn tàu nên được lót thêm cũng như bổ sung pháo đa dụng 127 mm (5 inch)/38 caliber, nhưng Trưởng phòng tác chiến Hải quân phản đối vì bất kỳ sự thay đổi lớn như vậy cần phải chờ đợi bởi chiến tranh đã ầm ỉ quanh thế giới. Tuy nhiên, việc bổ sung đai giáp chống ngư lôi được chấp thuận cho "Năm Ông Lớn", mỗi chiếc sẽ trải qua ba tháng trong ụ tàu tại Xưởng hải quân Puget Sound, bang Washington. Maryland sẽ bắt đầu trước tiên (từ ngày 17 tháng 2 đến ngày 20 tháng 5 năm 1941), tiếp nối bởi West Virginia (10 tháng 5 đến 8 tháng 8), Colorado (28 tháng 7 đến 28 tháng 10), Tennessee (19 tháng 1 đến 21 tháng 4 năm 1942) và California (16 tháng 3 đến 16 tháng 6).[A 2] Tuy nhiên, việc ước lượng trong bao lâu sẽ trang bị xong đai giáp chống ngư lôi được thực hiện quá chậm; Xưởng hải quân Puget Sound tin rằng họ có thể hoàn tất công việc trên chiếc Maryland trong 123 ngày (khoảng ba tháng) nếu như công việc được dành sự ưu tiên ngang với việc tái trang bị tàu sân bay Saratoga|(CV-3)|Saratoga và cao hơn so với việc đóng mới.[14]

Chỉ có hai chiếc được bổ sung đai giáp theo chương trình này, Maryland (hoàn tất vào ngày 1 tháng 8 năm 1941) và Colorado (26 tháng 2 năm 1942); cuộc tấn công Trân Châu Cảng đã ngăn trở việc tái trang bị dự định dành cho West Virginia và hai chiếc lớp Tennessee. Cuộc tấn công bất ngờ đã không đụng chạm gì đến Colorado vốn đang ở xưởng hải quân Puget Sound, và không gây hư hại lớn cho Maryland; tuy nhiên West Virginia bị hỏng nặng và cần có một đợt sửa chữa tái trang bị tối thiểu.[16]