Усиление бронирования
Заменить бортовую броню, конструктивно входящую в структуру корпуса, оказалось невозможным. По некоторым данным изменили только бронирование борта на уровне верхней палубы и палубы полубака, сделав его одинаковым на всех четырех модернизированных линкорах — соответственно 150 и 120 мм. По другим данным эти два самых верхних пояса на «Чезаре» и «Кавуре» остались толщиной 130 мм. Возникшая в результате модернизации перегрузка первой пары кораблей привела к тому, что главный 230 — 250-мм пояс оказался ниже ватерлинии, а 220-мм скрывался под водой даже при крене 4,5°. Между нижней и главной палубами появилась внутренняя цитадель, охватывавшая механизмы и барбеты главных башен. Толщина ее стен — 70 мм, крыши (на уровне главной палубы) — 80 мм над механизмами и 100 мм над погребами. Вне цитадели толщина главной палубы осталась прежней: 8 — 28 мм. Нижняя палуба в пределах цитадели отсутствовала из-за возросших габаритов котлов и турбин, но по бокам от цитадели в плоской части ее толщину довели до 50 мм. Скосы сохранили прежними, но служили они, главным образом, опорой новой противоторпедной защиты, поскольку их толщина оставалась недостаточной для реальной защиты, за исключением самых замедленных снарядов и осколков, пробивших броневой пояс. Верхняя палуба в средней части осталась без изменений, но в районе барбетов ее толщина достигла 43 (30+13) мм, а в самой корме над рулевым отделением на 11-мм палубе появилась 10-мм накладка. Перед носовым барбетом к форштевню толщина палубы уменьшалась: 42(30+12)-37(25+12)-25(15+10)-8мм. Палуба полубака осталась примерно той же толщины, что и раньше — в носу 8 мм, между башнями 42(18+24) мм, но в качестве материала использовали улучшенную кремнемарганцовую сталь ER (Elevata Resistenza = повышенного сопротивления). Эта сталь использовалась итальянцами в качестве материала верхней части корпуса большинства новых кораблей и в противоторпедной защите системы Пульезе.
Защита погребов складывалась из 43-мм верхней, 100-мм главной и 24-мм (12+12) нижней палубы, что давало суммарно 167 мм. Однако из-за слоистой структуры (самая толстая плита 70 мм) и разнесения по нескольким уровням эффективная толщина уменьшалась, по расчетам американского специалиста Н.Окуна, до 146мм. Наличие трех палубных пространств над нижней бронепалубой в носу и двух в корме давало некоторую защиту от бомб и снарядов, имевших малое замедление взрывателя. Аналогичная схема палубного бронирования применялась немцами, тогда как большинство других стран использовали одну бронепалубу максимальной толщины и одну более тонкую для взведения взрывателей. Горизонтальное бронирование довершала 32-мм (16+16) крыша надстройки вокруг дымовых труб.
В целом эти линкоры были незначительно усилены в отношении вертикального бронирования, но получили достаточную защиту от снарядов с дальних дистанций и авиабомб — в соответствии с принятыми взглядами на их тактическое использование.
Носовая надстройка под броневой рубкой имела 48-мм стенки (24+24), а над ней — 32-мм (16+16). Стены боевой рубки — 260 мм, крыша — 120 мм, пол— 100мм, коммуникационная труба до главной палубы — 100 мм. Кормовую рубку упразднили.
Из-за рассверловки орудий, увеличения угла их подъема и последовавшего за этим утяжеления всех башенных механизмов, включая механизмы подачи боезапаса и заряжания, а также установки в башни новых дальномеров и усиления бронирования крыш до 110 — 140 мм пришлось уменьшить толщину лобовых плит до 240 мм. Возвышенные башни, получившие в задней части боевого отделения пост управления стрельбой и тяжелые громоздкие дальномеры, лишились также тыловой броневой стенки (на трехорудийных она осталась толщиной 220 мм). Зато защита барбетов была усилена, и весьма оригинальным способом, установив вокруг них с небольшим зазором 50-мм цилиндры. Такое расположение брони барбетов пытались использовать англичане в ходе первой мировой, когда им срочно понадобилось усилить их защиту на строившихся линейных крейсерах, учитывая результаты Ютландского боя. Правда, это решение показалось им неудачным, и между войнами эту отнесенную броню сняли. По мнению того же Н.Окуна, такие внешние кольца усиливали защиту барбета против перпендикулярно падающих в него снарядов, но ухудшали ее при углах падения свыше 55°, что из-за круглой формы барбета было вполне вероятным даже на близких дистанциях. Расположение же 50-мм экранов внутри барбета дало бы безусловный, хотя и незначительный, положительный эффект.
Башни 120-мм орудий имели 120-мм броню в соответствии с правилом защищать орудия броней, равной по толщине их калибру. Барбетов не было (только невысокие 120-мм основания над палубой, а под ней борт и так защищался 120 — 150-мм броней), в связи с чем эти установки являлись, по сути, палубно-башенными.