En este último enfrentamiento tanto el Fiume como sus buques gemelos Zara y Pola fueron hundidos por tres acorazados británicos en el transcurso de un combate nocturno a corta distancia.

[4]​ La protección del buque estaba compuesta por un cinturón blindado que tenía un espesor de 150 mm.

[4]​ Su armamento principal estaba compuesto por cuatro torretas dobles que suponían ocho cañones de 203 mm y 53 calibres utilizado por la Regia Marina italiana.

Los experimentos tuvieron éxito, aunque los autogiros tenían de por sí una autonomía muy limitada y eran poco fiables.

[7]​ Durante la Guerra Civil Española los italianos mandaron unidades militares a las islas Baleares, estableciendo una importante base aeronaval en Mallorca.

[10]​ La unidad fue a su vez asignada al 1.er Escuadrón, bajo el mando del almirante Inigo Campioni.

[11]​ Mientras se encontraban en alta mar, el submarino británico HMS Odin realizó un fallido ataque contra el Fiume y su gemelo, el Gorizia.

Dos días después la flota italiana mantuvo un breve combate con la Mediterranean Fleet en una acción cerca de Calabria.

El ataque iba dirigido contra el grueso de la Regia Marina, aunque el Fiume no resultó atacado durante el raid.

Pero, consecuencia del pobre reconocimiento aéreo de los italianos, Campioni dio por terminada la acción y emprendió la retirada porque creyó erróneamente que estaba haciendo frente a una fuerza superior en número.

El acorazado Vittorio Veneto fue torpedeado por los aviones británicos y forzado a retirarse durante esta fase de la batalla.

El Fiume, el Zara, y cuatro destructores fueron enviados para proteger al dañado Pola.

Poco después, el Valiant disparó otros cuatro proyectiles de 381 mm contra el Fiume, causando aún más daños.

El navío, ahora convertido en una antorcha flotante, se libró de una mayor destrucción porque los acorazados británicos dirigieron su atención al Zara.