“辽东”级在防护方面有了很大的提升，装甲设计更趋复杂，其中侧舷装甲的覆盖范围已与战列舰无异。
主炮塔之间侧舷的主装甲带，水线以上部分的最大厚度为280毫米，到水线以下后逐步降至170毫米。
主装甲带的上缘与中甲板齐平，两端的横向装甲主舱壁的最大厚度为150毫米。
紧连在主装甲带上方的，是与其等长的上装甲带，最大厚度为150毫米，并且与同样厚度的装甲副炮廓相接。
前后装甲带的高度，与上装甲带完全齐平，并一直延伸至艏艉，只是装甲厚度仍然比较薄弱，最大厚度仅为100毫米。
“辽东”级的水平防御由双层装甲甲板构成，其中主甲板的装甲纵贯全舰，最大厚度为30毫米。
另一层甲板装甲则采用了分段式的布局，位于舰体舯部的轮机舱和弹药库等要害处上方的厚度为50毫米，其余部位的厚度为30毫米。
“辽东”级主炮塔的四周和炮座，装甲最大厚度都是250毫米，顶部的装甲厚80毫米。
前指挥塔的侧面装甲厚达300毫米，通道和后指挥塔侧面的装甲厚度为170毫米，顶盖的装甲厚度都是100毫米。
舰体的水下部分设有双层底结构，水密隔舱的设计更为合理，并且拥有防雷隔舱和两道纵向隔壁，隔壁的装甲厚度为50毫米。
“辽东”级一等巡洋舰，每舰各编有1,127名官兵，前后两座桅杆一改传统，皆采用了更为坚固的三脚桅。
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