После завершения работ в мае 1940 г. корабль вошел в состав Средиземноморского флота и 10 июля 1940 г вместе с его главными силами принял участие в бою с  итальянским флотом у Калабрии, но лишь номинально — из-за большой дистанции и превосходства итальянских кораблей в скорости "Royal Sovereign" так и не представилась возможность открыть огонь.

Неспособность линкора поддерживать свой ход вынудила командующего Средиземноморским флотом Каннингхэма просить Адмиралтейство отозвать "Royal Sovereign" и заменить его более быстроходным линкором.

В августе 1940 г. "Royal Sovereign" вывели из состава Средиземноморского флота и вокруг Африки направили в Атлантику. В Красном море в ночь с 13 на 14 августа корабль подвергся безрезультатной атаке итальянской ПЛ "Galileo Ferraris".

В сентябре — октябре линкор находился на ремонте в Дурбане. В декабре 1940 г. прибыл в Галифакс, где вновь вошел в состав Северо-Атлантических эскортных сил.

До мая 1941 г. корабль осуществлял прикрытие атлантических конвоев, после чего направлен Адмиралтейством в США, где с мая по июнь на верфи ВМС в Норфолке прошел ремонт. По его завершении "Royal Sovereign" возвратился к службе в составе Северо-Атлантических эскортных сил.

Летом 1941 г. в Адмиралтействе принимается решение перевести "Royal Sovereign" в состав Восточного флота. С августа по октябрь 1941 г. на одной из верфей Глазго корабль прошел очередной ремонт, по завершении которого отбыл в Индийский океан. В ноябре вступил в состав Восточного флота и приступил к несению конвойной службы, базируясь на Килиндини (Цейлон).

В конце 1942 г. вновь направлен в США на ремонт и модернизацию (до октября 1943 г.). Затем вернулся в Англию и в начале ноября 1943 г. выведен в резерв в Росайте.