Механизмы для "Владимира Мономаха" изготавливал строитель - Балтийский завод. После установки на корабль вместе со всеми вспомогательными устройствами их вес составил около 1000 т.
Шесть двойных цилиндрических котлов (диаметр 4,37, длина 5,2 м, толщина стенок 19,1 мм, вес 40 т) располагались поперек корпуса в двух котельных отделениях (КО), разделенных водонепроницаемой переборкой. Двойными они назывались потому, что имели по 3 топки (диаметр 1,14 м, длина колосниковой решетки 2,12 м) с каждой стороны при одном паровом коллекторе. Это позволило сохранить общую поверхность нагрева (около 2230 кв.м} как на "Минине" (12 котлов) при значительной экономии пространства и веса. Обращенные к бортам топки и продуманное расположение угольных ям (каждый котел имел "свои" ямы с обоих бортов) значительно улучшили обслуживание котлов. Все шесть дымоходов каждого КО были сведены в одну дымовую трубу. На главной палубе между дымовыми трубами располагались два вспомогательных котла для парового шпиля завода Броун и Гарфильд и рулевой машины, а за второй -котел для пожарной помпы. Котлы испытывались давлением 9,8 атм. (рабочее 4,9 атм.), а их латунные дымогарные трубки - 21 атм.
Крейсер нес нормальный запас угля 720 т, максимальный - 990, а перегрузочный - 1200 т.
Непосредственно за кормовым КО располагалось машинное отделение (МО) с двумя вертикальными 3-цилиндровыми паровыми машинами двойного расширения (по терминологии того времени -машины "компаунд с опрокинутыми цилиндрами") проектной мощностью 3500 л.с. - по одной на гребной вал. Их прототипом были машины, построенные заводом Элдера из Глазго для царской яхты "Ливадия" (проект того же А.А.Попова). Отличие заключалось в чугунном фундаменте и литых холодильниках (на "Ливадии" последние были из листовой меди). Средний цилиндр высокого давления имел диаметр поршня около 1520 мм, а два цилиндра низкого давления - около 1980 мм; ход всех трех цилиндров -990 мм. Золотники цилиндров -поршневые с набивочными кольцами из марганцевой меди. Стальные коленчатые валы состояли из трех одинаковых частей. Холодильники "трубчатой системы" (общая охлаждающая поверхность 651 кв.м) отливались из мюнц-металла. Цилиндр высокого давления (ЦВД) испытывался давлением 8,4 атм., цилиндр низкого давления (ЦНД) - 2,1 атм., трубки холодильников -21 атм.
Такие мощные механизмы по показателю энерговооруженности - 1,23 л.с./т - выводили "Владимир Мономах" на первое место в мире среди броненосных кораблей.
При каждой машине имелось по 2 воздушных насоса для наддува воздуха в КО, по 2 питательных насоса для подачи воды в котлы, по 2 трюмные помпы и донка с помпой двойного действия, которая могла питать группу котлов на полном ходу. Они же являлись пожарными помпами и использовались для мытья палуб. Кроме того, имелись ручные помпы, которые при необходимости могли питать котлы на экономическом ходу.
На корабле было электрическое боевое и палубное освещение Эдиссона, а также электрическая система управления артогнем и минными аппаратами. Выстрел (тогда говорили "гальванический залп") мог производиться прямо из боевой рубки.
