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由于是德国自1918年第一次世界大战战败以后首次建造纯正的战列舰，为了降低风险，保证研制进度，尽量采用现成的技术因此依然采用了约克级的总体设计，最先开始采用双联装380毫米口径舰炮，主炮塔采用前后对称呈背负式布局，前后各布置两座。

这种布局在二战比较少见也常被人诟病，称采用这种布局不利于减少舰体长度与装甲带长度，但这也是出于它自身的特殊原因与特殊的作战需求。考虑到自己的战舰数量不可能与英国抗衡，出现寡不敌众不可避免，多炮塔可以有利于攻击分散目标，散布精度也更好。可是主要原因还不在于此，射界才是主要因素，在撤离作战中采用3x3布局就有可能导致6门主炮无法射击，这是很致命的。其主炮最大射速很高，最小仰角射速为3发／分，最大仰角射速为2．3发／分，达到同期战列舰（包括任意角度填装的法国战列舰）的最高水平。其穿甲弹采用“高初速轻型弹”，在中近交战距离拥有很好的威力，但远距离着靶存速性能相应降低，加上它的弹道低伸不利于远距炮战，在一战后建造的战舰主炮中属于中游，弱于大和、衣阿华和维内托级，和黎塞留级、南达科它级、纳尔逊级大致相当，但强于乔治五世级。

不过在1937年左右，克虏伯公司利用旗下先进的兵工厂生产设备打造出18英寸的主炮，460毫米口径主炮的技术除了脚盆鸡和约翰牛拥有，现在还得加上汉斯喵了。原有的4座双联装布局被取代，被按照大和级差不多的排列方式：前二后一的三联装布局，比起以前8门380毫米主炮的设计，3座三联装无疑要比8门炮多一门，节省下来的空间还可以进行稍微调整。

如果是以前的话，俾斯麦级A型的火力并不出众，到了俾斯麦级B型的火力则是大大强化和超出，也同时继承了其早期型号装甲防护沿用“Incrermor－Scheme”的设计模式（称为“全面防护”），装甲总重量达到同期战列舰中的最大比重，占标准排水量的41．85％，因此造成了大量排水量浪费。此外该舰在实现大防护尺度的同时，依赖大防护尺度提供的空间补偿，将主水平装甲安排在第三层甲板，让其与主舷侧装甲同时重叠在弹道上。

标准排水量：俾斯麦号83400吨／提尔皮茨号84600吨；满载排水量：设计值100810吨（1942年）／最大100600吨。

尺度：长325．65米／宽46．8米，排水量：11．83米（基准）／13．26米（满载）

动力：24座瓦格纳式高压重油锅炉，6座布洛姆·福斯式蒸气涡轮机，依然是6轴进行推进。

最大稳定功率：300340匹马力，最大极限功率：326052匹马力。

航速：30．8节（稳定）／31．5节（极速）；载油14800吨。

续航力：16节／10208海里，19节／9377．5海里。24节／7304海里，28节／4950海里。

武备：4座三联装460毫米L50SK－C／36，12座双联装150毫米／L55SK－C／28，16座双联装105毫米／L65SK－C／33／37，16座双联装37毫米／L83SK－C／30，24座单管20毫米／L65MG－C／30，4座四联装20毫米／L65MG－C／38。

（提尔皮茨号独有：12座单管20毫米／L65MG－C／30，36座四联装20毫米／L65MG－C／38，4座四联装533毫米鱼雷发射管）

装甲：上装甲甲板80－128毫米，主装甲甲板128－192毫米，首尾横向隔壁160－512毫米，防雷72毫米。

舷侧装甲：512mm（水线以上部分）、232mm（第一甲板舷侧）、272mm（水线以下部分）

甲板：176mm

主炮塔：576mm（正面）、352mm（侧面）、512mm（后部）、208mm（顶部）