“柏舟”级采取全面防御并侧重于核心部位的防护模式，主要环节的情况如下。
覆盖艏艉主炮塔之间的侧舷主装甲带，上缘与中甲板平齐，装甲最大厚度为300毫米，在向下延伸到水线以下后逐渐减至180毫米。
主装甲带两端的横向主隔舱壁，拥有最大厚度为180毫米的装甲。
主装甲带上方连接着齐宽的侧舷上装甲带，厚度为220毫米，再向上便是最大厚度为110毫米的副炮炮廓装甲。
延至艏艉的前后装甲带，上缘与上装甲带齐高，下缘与主装甲带的水线以下部分平齐，装甲最厚处为110毫米并向两端逐渐降低。
“柏舟”级的水平防御是由双层装甲甲板构成的，其中主甲板的装甲最大厚度为25毫米，下甲板装甲则为50毫米厚。
为了节约舰内空间，从本级舰开始，华夏的主力舰只大多不再设置倾斜装甲甲板。
防弹外形优良的主炮塔，四周的装甲为300毫米厚，炮塔顶部装甲厚80毫米，炮座的装甲最厚处也是300毫米。
“柏舟”级前指挥塔的侧面装甲厚300毫米，通道和后指挥塔侧面的装甲厚220毫米，顶盖装甲皆为80毫米厚。
舰体的水下部分采用了双层底结构，设计有小型化水密隔舱，并细分了舱室，提升了排水和消防系统。
鉴于实战中的经验教训，“柏舟”级还增设了防雷隔舱，拥有两道厚30毫米的纵向装甲隔壁。
“柏舟”级采取“全装重型主炮”的设计，主炮为十门1907年型50倍径305毫米炮，安放在五座双联装炮塔当中。
五座主炮塔全部沿舰体中轴线布置，其中舰艏甲板两座，而三座安放在后甲板的主炮塔，炮口在平时皆指向舰艉的方向。
舰艏的两座主炮塔采用背负式布局，后面的二号炮塔安放在主炮平台上，形成了前低后高的样式。
舰艉的三座主炮塔从前向后呈“高低低”摆放，其中靠前的三号和四号炮塔形成背负式，最后面的五号炮塔则与四号炮塔一样，直接安放于上甲板。
“柏舟”级还装有十二门1904年型45倍径100毫米炮，作为反雷击舰武器，全部装于舯部两舷的装甲副炮郭内。
其他武器为六门1904年型50倍径57毫米炮，和两舷各一座双联装18英寸鱼雷发射管。
“柏舟”级的前后桅杆皆为柱状，下部分别与前后指挥塔融合并进行了加固设计，舯部则安有两座大型烟囱，全舰的人员编制为723人。
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