В надводной части корпус каждого корабля на два межпалубных пространства разделяли две палубы: нижняя (броневая), жилая (батарейная) и верхняя, выше которой, на протяжении двух третей длины корпуса, проходила четвёртая палуба - навесная, являвшаяся продолжением полубака. На всю высоту пространства между вторым дном и нижней палубой размещались машинные и котельные отделения, погреба боезапаса, провизии, подводные минные (торпедные) аппараты, рулевое устройство.
Двойное дно имело высоту 990 мм и располагалось между 18-м и 96-м шп., шпация на всём его протяжении составляла 1,22 м, а вне двойного дна уменьшалась до 0,91 м. Вертикальный киль, имевший длину 89 м, состоял из листов толщиной 12,70 мм, горизонтальный киль склёпывался из двух листов толщиной по 15,87 мм. Ближайший к горизонтальному килю пояс наружной обшивки имел толщину 22,20 мм, толщина остальных девяти поясьев последовательно уменьшалась, по мере удаления от киля, с 19,10 до 12,70 мм. Скуловые кили, обшитые у "Пересвета" и "Осляби" деревом и медью, имели высоту 0,76 м.
Бимсами служили швеллерные профили высотой от 203 до 254 мм, подкреплённые вблизи башен дополнительными продольными рёбрами. Водонепроницаемые переборки делили корпус на десять отсеков: таранный, носовых погребов боезапаса, подбашенный носовой, три котельных, два машинных, подбашенный кормовой и румпельный. Бортовые угольные ямы имели продольную переборку, вместе с углем обеспечивавшую дополнительную защиту.
Броневой пояс по ватерлинии состоял из плит гарвеевской брони высотой 2,35 м с углублением ниже ватерлинии 1,44 м. Концы пояса замыкались шедшими от борта до борта броневыми траверзами (носовой - на 18, кормовой - на 96 шп.), образуя броневую цитадель, традиционно называвшуюся нижним казематом. Толщина плит в средней части борта составляла 229 мм, уменьшаясь к траверзам до 178 мм, а к нижней кромке - до 127 мм и 102 мм соответственно. Защитой нижнего каземата сверху служила покатая к бортам (вместо применявшейся прежде плоской) броневая палуба. Это конструктивное решение, применённое по образцу английского броненосца "Мадждестик", стало типовым для всех последующих отечественных броненосцев и крейсеров. Вне нижнего каземата броневая палуба имела скосы не только к бортам, но и оконечностям, образуя расположенные примерно на 1 м ниже ватерлинии носовой и кормовой карапасы.
Второй (верхний) броневой пояс защищал борт на пространстве от нижней до батарейной палубы. Он замыкался траверзами ломаной формы на 35-37 и 77- 82 шп., образуя верхнюю цитадель, которая вместе с броневой палубой служила дополнительной защитой котельным выходам и цилиндрам главных машин.
10" орудия размещались попарно в двух башнях: носовая - на полубаке, кормовая - палубой ниже, на юте. Действие прибойников, вращение башен, наведение орудий и подача боеприпасов осуществлялись с помощью электрических приводов (вместо традиционных гидравлических). Восемь из 11 6" пушек устанавливались в четырёх двухъярусных казематах (расположенных по углам верхней цитадели), ещё две пушки - в одинарных (в средней части цитадели). Носовая погонная 6", 75-мм и более мелкие пушки защиты (кроме щитов для открыто стоящих орудий) не имели. Боезапас в расчёте на каждое орудие составлял:
для
10" калибра - 23 бронебойных, 23 фугасных, 26 чугунных и 8 сегментных снарядов; для 6" калибра - 47 бронебойных, 47 фугасных, 47 чугунных, 31 сегментный и 8 картечных снарядов; для 75-мм калибра - 125 бронебойных и 175 чугунных снарядов; для 47-мм калибра - 540 стальных и 270 чугунных снарядов.
Вооружение корабля дополняли три надводных и два подводных торпедных аппарата калибром 15". Боезапас составляли 12 мин Уайтхеда. Кроме того, для ограждения якорной стоянки имелось 45 мин заграждения. Три главные паровые машины с вертикально опрокинутыми цилиндрами производства Балтийского завода имели согласно спецификации суммарную мощность 14500 л.с. Диметр цилиндров высокого, среднего и низкого давления составлял 965, 1420 и 2130 мм соответственно, ход поршня - 990 мм. 30 водотрубных котлов системы Бельвиля модели 1894 г. имели суммарную нагревательную поверхность 4104 м и площадь колосниковых решёток 132 м . Корабль имел три бронзовых четырёхлопастных гребных винта: бортовые диаметром 4,88 м, средний - 4,72 м.
Электростанция, состоявшая из двух пародинамо-машин силой тока по 1000 А и двух по 640 А, имела мощность 555 кВт (значительно больше по сравнению с предшествующими кораблями) и повышенное с 70 до 105 В напряжение. Впервые в русском флоте броненосцы типа "Пересвет" имели электрические приводы рулевой и шпилевой машин, а также беседочную систему подачи боезапаса из погребов.
Принципиально новым в истории отечественного и мирового судостроения стало впервые осуществлённое в проекте кораблей типа "Пересвет" решение комплекса проблем, связанных с обеспечением непотопляемости. Традиционная водоотливная система с использованием магистральной трубы заменялась на автономную, при которой каждый отсек снабжался своими водоотливными средствами. Тем самым риск случайного затопления отсека через магистральную трубу при ошибках экипажа или авариях устранялся полностью. Рекомендованная МТК 27 января 1897 г. для "Пересвета", эта схема после одобрения управляющим Морским министерством была распространена и на остальные корабли. Ужесточились также правила испытания отсеков на водонепроницаемость. Вместо "окачивания" переборок струёй воды их надёжность отныне проверялась наливом воды в отсек.
