Сражение началось неудачно для французов — в 07°° английские эсминцы глубинными бомбами потопили подлодку «Аякс» и взяли в плен уцелевших членов экипажа. Спустя 15 минут самолеты с «Арк Ройяла» атаковали «Ришелье» и добились двух близких разрывов 114-кг бомб. Огневая мощь корабля при этом не пострадала. Зенитки сбили три самолета, а четвертый записали на свой счет истребители. В 0940 «Бархан» и «Резолюшн», сблизившись до 12,5 км, открыли по «Ришелье» огонь из 381-мм орудий. Тот попытался ответить из башни II, но её первый же залп стал в тот день последним: орудия правой полубашни вышли из строя. Внутреннее разорвало, а в задней части внешнего образовалось вздутие с запилом нарезов на длине 8 метров. «Ришелье» продолжал стрелять из двух 152-мм башен. Естественно, попаданий в английские корабли не было, хотя «Баржам» несколько раз накрывался залпами 240-мм снарядов с береговых батарей. Французский линкор также часто накрывали залпы 381-мм снарядов и, наконец, один из них попал между носовой надстройкой и мачто-трубой. Осколки нанесли незначительные повреждения, а возникший небольшой пожар быстро потушили. Пострадавших не было. Всего линкоры Каннингхема выпустили 160 снарядов, причинивших больший ущерб стоявшим в гавани транспортам и постройкам в городе, чем их основной цели — «Ришелье». Второй налет не прибавил славы летчикам «Арк Роняла», зато французы сбили два торпедоносца.
Ночью на «Ришелье» удалось ввести в действие башню ГК № 1 и, когда утром английские линкоры неосторожно приблизились на 20 км, она открыла довольно точный огонь. Один из выпущенной дюжины снарядов попал в буль правого борта на «Баркам», сделав пробоину диаметром 1,2 м и засыпав надстройки градом осколков. А после того, как единственная оставшаяся боеспособной французская лодка «Бевезиерс» (капитан-лейтенант Пьер Ланселот) всадила торпеду в нос «Резолюшн», адмирал Каннингхем решил прервать бой и уйти в базу, «Ришелье» в этот день попаданий не получил, хотя по нему выпустили около 250 снарядов. Тем не менее, потери французов были большими: флот потерял 87 человек убитыми и 118 раненными, армия 17 и 64, а гражданское население — 84 и 197 соответственно. Акции де Поля в глазах англичан заметно упали и понадобилось время, чтобы положение изменилось.
При расследовании причин взрыва орудий на «Ришелье» сначала пришли к заключению, что причиной стал некачественный порох. Но затем удалось установить, что дело заключалось в 380-мм снарядах, которые впервые изготавливались во Франции и не прошли всех положенных испытаний.
Присоединение к союзникам. Модернизация в США
Продолжавшееся пребывание «Ришелье» в Дакаре и «Жана Бара» в Касабланке вызывало в англо-американских морских кругах определенное беспокойство, поскольку существовала опасность захвата их немцами. Дело дошло до того, что в ноябре 1940 года президент США предложил Вишистскому правительству продать эти два линкора. Маршал Петэн отказал, ссылаясь на условия перемирия, но еще раз заверил, что французские корабли никогда не попадут в руки немцев. 23 ноября после получения определенных гарантий от французского правительства Рузвельт информировал Черчилля, что Петэн не будет перемещать «Ришелье» и «Жан Бар» без предварительного оповещения правительства США.
Когда в ноябре 1942 года началось вторжение союзников в Северную Африку, «Ришелье» не предпринял никаких ответных действий, из-за повреждения кормы и двух орудий не имея даже возможности перейти в район боев. Но о его состоянии союзники не знали и постоянно принимали определенные меры против возможного выхода «Ришелье» в море. Вторжение союзников в Африку и недостаточно упорное, с точки зрения немцев, сопротивление французских войск вызвали оккупацию всей Франции. Затем последовало затопление флота в Тулоне и естественное освобождение всех оставшихся вне метрополии французских кораблей и гарнизонов от соблюдения условий перемирия. После успешных переговоров между союзниками и адмиралом Дарланом эти корабли перешли на сторону антигитлеровской коалиции. Все они после более двух лет, проведенных в бездействии, остро нуждались в модернизации и ремонте. Особенно это касалось зенитного вооружения и радарных систем. В первую очередь в США на ремонт ушли наиболее ценные единицы: «Ришелье», крейсера и лидеры эсминцев. Более мелкие корабли подлежали ремонту в базах на Бермудских островах. 30 января 1943 года «Ришелье» с кормой, подкрепленной массивным деревянным кессоном, и крейсер «Монткальм» под эскортом четырех американских эсминцев вышли из Дакара в Нью-Йорк.
В феврале военно-морская верфь в Бруклине приступила к капитальному ремонту «Ришелье» и завершению ремонта повреждений, начатого еще в Дакаре. Американцы сразу же столкнулись с большими трудностями, поскольку французские методы проектирования и постройки кораблей отличались от принятых в США. Никаких чертежей не имелось — частично они были спрятаны в оккупированной Франции, частично захвачены немцами. Французские легированные стали были уникальными, а их спецификации отсутствовали. То же касалось механизмов и орудий главного калибра. Естественно, никаких запчастей не было и приходилось все изготавливать на заказ. Дело усугублялось незнанием американскими рабочими метрической системы мер. К тому же между персоналом верфи и экипажами французских кораблей сложились далеко не дружеские отношения. Американцы, более года ведущие тяжелую войну на два океана, не могли понять французов, державших боеспособные корабли и войска в Африке и не желавших использовать их в борьбе с общим врагом. Тот факт, что офицеры «Ришелье» сохранили в кают-компании портрет маршала Пэтена, главы правительства Виши, принявшего позорные условия перемирия с немцами, дал основания прессе окрестить французских моряков «германофилами», а все их пришедшие в Штаты корабли — «французским нацистским флотом».
Главным изменением в вооружении стало рассверливание орудий ГК до диаметра 381 мм, что давало возможность использовать английские снаряды. Два поврежденных орудия в башне II заменили стволами с тяжело поврежденного в Касабланке «Жана Бара». Одну из труднейших проблем представлял ремонт поврежденных валов и центровка турбин. Надо было заменить дейдвудную трубу и, по крайней мере, одну секцию трансмиссионного внутреннего правого вала и оба гребных вала правого борта, а также исправить поврежденный ахтерштевень. Для незнакомых с метрической системой американских рабочих хлопотным делом оказалась и выверка просвета в турбинах.
Наиболее заметным изменением внешнего вида корабля стало снятие ангара, катапульт, части шлюпок и установка на надстройках, вокруг башни № 2 и шканцах 14 счетверенных 40-мм автоматов. Пять десятков 20-мм «эрликонов» разместили везде, где было свободное пространство: на крыше ангара (9 автоматов), за волноломом перед башней № 1 (9), на башне ГК № 2 (4) и в других местах.
В августе «Ришелье» был готов к испытаниям. После непродолжительных учений в Чезапикском заливе в начале сентября в следующем месяце он вышел в Мерс-эль-Кебир. В ноябре линкор перешел в Скапа-Флоу — главную базу английского Флота Метрополии, которым командовал адмирал Брюс Фрезер. Хотя формально «Ришелье» вошел в состав Флота Метрополии 20 ноября, ему понадобилось еще несколько недель тренировок, чтобы эффективно действовать вместе с «кораблями Его Величества». Поэтому он не смог участвовать в охоте за «Шарнхорстом» в конце декабря. Адмирал Фрезер лично выразил его командиру свои сожаления по этому поводу, а при первом же удобном случае обратился с речью к экипажу линкора на французском языке. Фрезер пообещал привлечь «Ришелье» к первой же будущей операции и сдержал слово. В феврале 1944 года линкор обеспечивал прикрытие оперативного авианосного соединения союзников, которое действовало против объектов на севере Норвегии. К сожалению французов ни одного немецкого корабля так и не встретили. За время пребывания в составе Флота Метрополии на линкоре установили новые радарные системы и 11 одинарных 40-мм «бофорсов», а 9 «эрликонов» сняли. После всех сделанных изменений характеристики «Ришелье» значительно отличались от первоначальных. Нормальное водоизмещение с проектных 40928 т (осадка 9,17 м) увеличилось до 43575 т (9,69 м), полное боевое — до 48500 т (осадка 10,58 м). Вооружение состояло из 8 381-ММ/45 орудий (2x4), 9 152-ММ/55 (3x3), 12 100-мм/45 (6x2), 67 40-мм автоматов (14x4 и 11x1) и 41 20-мм автоматов (41x1). В апреле 1951 года число одинарных «бофорсов» уменьшили до 5, а «эрликонов» — до 14. Нормальный операционный запас топлива 5968 т и полный 6907 т обеспечивали 10000-мильную дальность плавания на 12 узлах (9500 миль на 15-ти или 3550 т на 30 узлах).