Następnie, „Penelope” wchodziła w skład sił osłony operacji Husky – desantu na Sycylię 10 lipca 1943, po czym w lipcu i sierpniu wspomagała walczące wojska lądowe ostrzeliwując cele nadbrzeżne we Włoszech, często razem z „Aurorą”.
Po wystąpieniu Włoch z wojny, 9 września 12. eskadra krążowników (z „Penelopą”, „Aurorą” i 4 innymi okrętami) wysadziła desant 1. Dywizji Spadochronowej w Tarencie (operacja Slapstick). Od 14 września „Penelope” wspierała wojska pod Salerno. Następnie razem z 12. eskadrą brała udział w niepomyślnej dla aliantów kampanii na wyspach Morza Egejskiego. 7 października zespół krążowników HMS „Penelope” i HMS „Sirius” (przeciwlotniczy) oraz dwóch niszczycieli HMS „Faulknor” i zniszczył mały niemiecki konwój, topiąc transportowiec „Olympus” (5216 BRT), sześć barek desantowych MFP i patrolowiec UJ-2111 (ocalała jedna barka). Jednakże następnie okręty brytyjskie stały się celem nalotu bombowców nurkujących Junkers Ju 87. „Penelope” została trafiona bombą, która jednak nie wybuchła, odniosła też niewielkie uszkodzenia od trzech bliskich wybuchów. Pod koniec 1943 „Penelope” uczestniczyła w bezskutecznym poszukiwaniu niemieckich statków – łamaczy blokady w Zatoce Biskajskiej.