Trong những năm ngay sau Đệ Nhất thế chiến, Anh, Mỹ và Nhật đều bắt đầu việc thiết kế thế hệ thiết giáp hạm và tàu chiến-tuần dương mới mạnh hơn nữa. Sự bùng nổ đóng tàu mà hải quân từng nước muốn có gây nhiều tranh luận chính trị và nguy cơ phá hỏng kinh tế. Cuộc chạy đua vũ trang mới này được ngăn ngừa bởi Hiệp ước Hải quân Washington năm 1922, nơi các cường quốc hải quân chủ yếu đồng ý giới hạn số tàu chiến chủ lực. Hải quân Đức đã không có mặt trong các cuộc thảo luận; vì theo những điều khoản của Hiệp ước Versailles, Đức không được phép có bất cứ một tàu chiến chủ lực hiện đại nào.

Trong những năm 1920s và đầu những năm 1930s chỉ còn Anh Quốc và Nhật Bản giữ lại những tàu chiến-tuần dương, thường là được cải biến và tái cấu trúc từ thiết kế nguyên thủy thời Đệ Nhất thế chiến. Ranh giới giữa tàu chiến-tuần dương và thiết giáp hạm nhanh hiện đại ngày càng mờ nhạt; quả thực, lớp tàu chiến-tuần dương Kongō được chính thức đổi thành thiết giáp hạm.

1918–1923

Được hạ thủy năm 1918, HMS Hood, là tàu chiến-tuần dương cuối cùng thời Đệ Nhất thế chiến được hoàn tất. Nhờ những bài học của trận Jutland, Hood được cải tiến trong khi đóng để bao gồm một đai giáp được cho là có thể chịu đựng hỏa lực của chính nó – một biện pháp cổ điển của một thiết giáp hạm "cân bằng". Hood là tàu chiến lớn nhất của Hải quân Hoàng gia vào lúc nó hoàn tất; nhờ trọng lượng rẽ nước lớn, về lý thuyết nó có thể kết hợp hỏa lực và vỏ giáp của một thiết giáp hạm với tốc độ của một tàu chiến-tuần dương, khiến một số xem nó như một thiết giáp hạm nhanh. Tuy nhiên, sơ đồ vỏ giáp của nó sau tái cấu trúc vẫn bị khiếm khuyết, và Hải quân Hoàng gia nhận biết rõ những giới hạn của nó.

Lớp tàu chiến-tuần dương Lexington (tranh vẽ, khoảng năm 1919)

Hải quân các nước Nhật và Mỹ, do nhìn thấy mối đe dọa từ Hood, đã đặt hàng những tàu chiến-tuần dương để đối lại nó. Hải quân Đế quốc Nhật Bản bắt đầu đóng lớp tàu chiến-tuần dương Amagi bao gồm bốn chiếc. Những con tàu này sẽ có kích cỡ và sức mạnh chưa từng thấy, tốc độ và vỏ giáp tương đương với HMS Hood trong khi mang dàn pháo chính gồm mười khẩu 406 mm (16 inch), cỡ pháo lớn nhất từng được đề nghị cho một tàu chiến-tuần dương. Hải quân Hoa Kỳ đáp trả bằng lớp tàu chiến-tuần dương Lexington, mà nếu hoàn tất như dự định sẽ là những con tàu đặc biệt nhanh và vũ trang tốt với tám khẩu 406 mm (16 inch), nhưng sẽ có vỏ giáp tốt hơn đôi chút so với mọi tàu chiến-tuần dương hàng đầu. Giai đoạn cuối của cuộc chạy đua đóng tàu chiến-tuần dương sau chiến tranh là khi Anh đáp trả lại các kiểu Amagi và Lexington: bốn chiếc tàu chiến-tuần dương G3 48.000 tấn. Tài liệu của Hải quân Hoàng gia trong giai đoạn đó thường mô tả mọi thiết giáp hạm có tốc độ trên 44 km/h (24 knot) như là một tàu chiến-tuần dương, bất kể độ dày vỏ giáp bảo vệ, cho dù đa số xem G3 là một thiết giáp hạm nhanh khá cân bằng.[43][44]

Hiệp ước Hải quân Washington đã khiến không có bất kỳ thiết kế nào kể trên trở thành hiện thực. Những con tàu đã bắt đầu đóng đều bị tháo dỡ ngay trên ụ tàu hoặc cải biến thành tàu sân bay. Tại Nhật Bản, Amagi và Akagi được giữ lại và cải biến thành tàu sân bay; nhưng đến năm 1923 lườn chiếc Amagi bị hư hại không thể sửa chữa sau một trận động đất và bị tháo dỡ ngay trên ụ. Lườn của một thiết giáp hạm lớp Tosa là chiếc Kaga được cải biến thay thế. Tại Anh, các "tàu tuần dương lớn nhẹ" của Fisher được cải biến thành tàu sân bay. Furious đã được cải biến thành tàu sân bay trong chiến tranh, và Glorious cùng Courageous có cùng số phận sau khi không có chỗ đứng trong các hiệp ước sau chiến tranh.

Hải quân Hoa Kỳ cũng thay đổi vai trò của lườn hai chiếc tàu chiến-tuần dương thành tàu sân bay bởi ảnh hưởng của hiệp ước Washington: cả USS Lexington lẫn Saratoga đều được thiết kế như những tàu chiến-tuần dương với ký hiệu lườn nguyên thủy lần lượt là CC-1 và CC-3, trước khi được cải biến đang khi chế tạo. Lườn của bốn chiếc tàu chiến-tuần dương đang đóng dỡ Constellation, Ranger, Constitution và United States đều bị tháo dỡ.

1924-1935

Repulse như nó hiện hữu vào năm 1919Renown, như sau khi tái cấu trúc, năm 1939

Có tổng cộng chín tàu chiến-tuần dương còn lại sau Hiệp ước Hải quân Washington. Tốc độ cao khiến cho chúng trở thành những đơn vị tàu nổi có giá trị cho dù có những khiến khuyết, nên hầu hết chúng được cho nâng cấp đáng kể trước Thế Chiến II, ngoại trừ Hải quân Hoàng gia cho tháo dỡ HMS Tiger vào năm 1932 và Thổ Nhĩ Kỳ không có phương tiện nâng cấp Sultan Yavuz Selim (nguyên là chiếc Goeben của Hải quân Đế quốc Đức).

Hai chiếc tàu chiến-tuần dương khác của Hải quân Hoàng gia được giữ lại từ thời Đệ Nhất thế chiến HMS Renown và Repulse được hiện đại hóa đáng kể trong một loạt các cuộc tái trang bị từ năm 1920 đến năm 1939. Giống như nhiều tàu chiến chủ lực cũ khác của Anh, Renown trải qua một đợt tái cấu trúc toàn bộ từ năm 1937 đến năm 1939 nhằm giúp cho nó thích hợp với vai trò hộ tống nhanh hạng nặng cho các tàu sân bay. Kế hoạch tái cấu trúc tương tự cho Repulse và Hood bị hủy bỏ do những sự kiện của Thế Chiến II.

Thiết giáp hạm Nhật Kongō như nó hiện hữu trong những năm 1920, sau khi cải biến thành một thiết giáp hạm nhanh

Không thể tiến hành việc đóng mới, Hải quân Đế quốc Nhật Bản cũng chọn cải tiến những chiếc tàu chiến-tuần dương hiện có thuộc lớp Kongō: Hiei, Haruna, Kirishima và Kongō. Góc nâng của các khẩu pháo được tăng lên 40 độ, bổ sung đai chống ngư lôi và vỏ giáp bổ sung, cũng như kiểu cột ăn-ten dạng "tháp chùa". Trọng lượng rẽ nước tăng thêm 3.800 tấn làm giảm tốc độ của chúng, nhưng giữa những năm 1933 và 1940, việc thay thế các thiết bị nặng và tăng chiều dài lườn tàu thêm 8,0 m (26 ft) một lần nữa giúp cho chúng đạt được 55,6 km/h (30 knot). Chúng được xếp lớp lại thành những "thiết giáp hạm nhanh", và tốc độ cao khiến cho chúng phù hợp với vai trò hộ tống các tàu sân bay, cho dù vỏ giáp và hỏa lực vẫn chưa so sánh được với những thiết giáp hạm thời Đệ Nhất thế chiến còn sống sót của hải quân Mỹ và Anh.