昭和4年翌年のロンドン軍縮会議を睨んで、当時完成から10年余りながら既に第一線で使用するには能力不足且つ艦型狭小故に改装等による能力向上も望めないとして、天竜型軽巡2隻を巡洋艦籍から外し海軍陸戦隊の緊急展開用の兵員輸送艦に改造することが決定した。改造点として先ず第一に、主兵装をほとんど撤去し代わりに大型上陸用舟艇(全長18m速力12ノット自重32トン、積載量最大16トンもしくは兵員120名)を艦後部に2隻搭載し艦尾のスロープから発進させる能力を付加した。さらに艦内に輸送兵員用の居住区を設置し、内南洋やアジア全域への兵員輸送を可能とするため主缶の一部を撤去し燃料漕を増設、速力が19.5ノットに低下した代償として14ノットで13000㎞の航続距離を持つことになる。主砲は14㎝砲を2門、そのほか13mm連装機銃2基爆雷30発を装備、水中聴音機も装備しており護衛任務にも使用できた。
天龍・龍田は巡洋艦籍を離れた後も艦名は従来のままで運用されている。両艦がはじめて実戦に投入されたのは、第一次上海事変における陸戦隊の緊急増派作戦である。事変勃発寸前に200名の兵員と重火器及び補給物資を佐世保から上海に急送、さらに事変中は14㎝砲による支援砲撃も実施している。
