Горизонтальная защита состояла из двух броневых палуб: верхней и главной. Толщина верхней палубы изменялась от 25 мм на протяжении котельных отделений до 12–20 мм в остальных частях корпуса. Палуба прикрывала сверху пространство между 26-м и 167-м шпангоутами. Ее задача состояла в надежной активации взрывателя попавшего снаряда, который имел заметный шанс сдетонировать, не достигнув нижней палубы, и в разрушении бронебойного наконечника, если снаряд оборудовался таковым. Нижняя (она же — главная броневая) палуба простиралась по всей длине 80-мм главного пояса и над 70-мм секцией в корме (от 6-го до 167-го шпангоута) и имела практически на всем протяжении толщину 30 мм. Исключениями являлись две небольшие зоны в нос и корму от барбетов крайних башен, где толщина увеличивалась до 40 мм. Далее в нос шли 20-мм листы. Горизонтальная часть палубы в районе цитадели и в корме проходила примерно на 1 м ниже верхней кромки пояса, а скосы той же толщины соединялись с его нижней кромкой. В районе тонкого носового пояса броневая палуба опускалась на уровень ватерлинии.
Вся горизонтальная и вертикальная защита выполнялась из броневой стали Круппа марки Wh n/a Ww n/а. („Вотан нового образца“, соответственно в твердом и более пластичном варианте). О качествах этой гомогенной (однородной) незакаленной стали, изготовленной из никелевого сплава и носившей громкое имя древнегерманского бога Вотана, имеются довольно разноречивые сведения. Немецкие источники утверждают, что ее сопротивляемость примерно на треть выше, чем у обычной крупповской брони. Напротив, данные союзников ставят этот тип брони ниже британской брони аналогичного назначения даже времен Первой мировой войны. Наиболее здравые оценки лежат между крайностями: они говорят о примерной эквивалентности гомогенной брони крейсерского типа производства 30-х годов в Англии, США и Германии.
Помимо брони корпуса, германские тяжелые крейсера имели весьма значительный объем местного бронирования. Прежде всего это относится к защите башен и барбетов. Барбеты диаметром 6,4 м имели ту же толщину, что и броневой пояс — 80 мм — по всей высоте от броневой палубы до башни. Сами башни состояли из 9 бронеплит, установленных в виде отдельных „граней“, толщина которых резко дифференцировалась. Лобовая плита выполнялась из 160-мм брони, поскольку угол наклона ее был невелик. Зато она занимала менее половины лобовой проекции башни, переходя сверху в сильно наклоненную 105-мм плиту, которая в свою очередь спускалась по бокам к стенкам башни в виде двух граней толщиной 80 мм и соединялась сверху с 70-мм горизонтальной плитой собственно крыши. Остальные части, попадания в которые были наименее вероятными, защищались слабее: вертикальные боковые стенки имели толщину 70 мм, задняя стенка — 90 мм на нижних и всего 50 мм на возвышенных башнях, а задняя скошенная плита — соответственно 80 и 70 мм. (Различные толщины задних частей нижних и верхних башен связаны с их формой и, соответственно, с разными условиями балансировки.) Снизу персонал башен защищал от осколков 30-мм броневой пол.
Солидно прикрывалась главная боевая рубка, овальные стенки которой состояли из 150-мм плит, а крыша — из 50-мм. Учитывая горький опыт слишком „доступных“ рубок времен Русско-японской и, отчасти, Первой мировой войны, щели в ней были совсем узкими, а наблюдение в основном производилось через перископы. Интересно то внимание, которое уделили немцы слабому месту — соединению крыши с вертикальными стенками. Плиты крепились при помощи „ласточкина хвоста“, просверленного и закрепленного болтами, да к тому же головки болтов дополнительно приваривались к броне! Защита наиболее важного в бою персонала не ограничивалась лишь главной боевой рубкой. Практически все вспомогательные посты на мостике имели защиту сверху и с боков из 20-мм броневых листов. Вниз, к центральному посту, вела бронированная 60-мм коммуникационная труба, заключавшая все кабели.
Местное бронирование не ограничивалось и нижним мостиком в целом. Главный командно-дальномерный пост (КДП) в верхней части башенноподобной надстройки, боевые посты на уровень ниже него, а также адмиральский мостик имели 20-мм защиту. Листами такой же толщины прикрывались остальные дальномерные посты и кормовой пост управления. Массивные купола КДП зенитной артиллерии защищались 14-мм (по другим данным — 17-мм) броней. Прикрыты были также дымоходы (20 мм, выше броневой палубы) и позиции прожекторов на трубе (12 мм). Задняя боевая рубка прикрывалась 30-мм броней. Противоосколочную защиту (10 мм) имели и 105-мм зенитные установки.
Как следует из приведенного описания, германские конструкторы попытались осуществить полное броневое прикрытие практически всех ценных объектов крейсера. Бронирование „Хиппера“ напоминает „Тирпиц“ или „Шарнхорст“ в миниатюре с соответствующим утоньшением плит. Такое решение обеспечило большую площадь защиты и большую вероятность сохранения боевых свойств при попадании снарядов относительно мелкого калибра (например, из орудий эсминцев) и осколков. Однако „размазывание“ защиты на столь длинном корабле сказалось на прикрытии жизненно важных частей. Броня не обеспечивала гарантированной защиты не только от 203-мм, но и в значительной мере даже от 152-мм снарядов. Механическая установка и погреба прикрывались с бортов 80-мм поясом и 30-мм скосом палубы, что в совокупности, с учетом разнесенной защиты и наклона скоса, было эквивалентно 110–130 мм вертикальной брони.
Сверху те же объекты прикрывались либо двумя палубами (в сумме от 55 до 42 мм), либо же, при попадании снаряда в верхнюю часть борта под большим углом падения, — только нижней, 30-мм. Это, в общем, даже хуже защиты непосредственных предшественников германских кораблей — французского „Альжери“ и итальянских крейсеров типа „Пола“.
Не слишком хорошей являлась защита от подводных взрывов. Зона свободного расширения состояла из пространства буля и двух узких отсеков внутри собственно корпуса, разделенных тонкой переборкой и отделяемых от внутренних помещений 20-мм ПТП. В сумме ширина ПТЗ не позволяла надеяться на стопроцентное предотвращение затоплений при попадании современных 533-мм торпед надводных кораблей и подводных лодок. Впрочем, это справедливо для практически всех тяжелых крейсеров, но не следует забывать, что „хипперы“ в принципе имели куда большие потенциальные возможности из-за их большего водоизмещения. Так что тот факт, что их подводная защита уступала таковой у их японских „коллег“ и „Альжери“, можно отнести на недостаточное внимание к проблеме со стороны конструкторов.
Основу вооружения германских тяжелых крейсеров составляли восемь 203-мм орудий, расположенных по традиционной „линкорной“ схеме: в 4 двухорудийных башнях, по 2 в носу и в корме. Немцы считали такое расположение предпочтительным со всех точек зрения. Оно обеспечивало оптимальное число снарядов в залпе — 4, минимальные мертвые углы обстрела и равный огонь по носу и коме. Не вполне удовлетворенные своими трехорудийными башнями для легких крейсеров, конструкторы с удовольствием вернулись к полностью симметричной двухорудийной установке, в которой оба орудия находились в совершенно одинаковом положении.
Нижние башни модели LC/34 весили по 249 т, а возвышенные, оборудованные дальномерами, — по 262 т. Установки имели углы возвышения 37° и снижения -10° (кроме носовой башни, имевшей меньшее на 1° снижение с тем, чтобы снаряды не поражали приподнятый форштевень при стрельбе по носу).
Горизонтальные углы обстрела составляли около 300°. Диаметр верхней части барбета равнялся 640 см, а диаметр шарового погона, по которому вращалась сама башня — 533 см. Орудия располагались в отдельных люльках достаточно далеко друг от друга (их оси отстояли на 216 см), чтобы свести к минимуму взаимное влияние снарядов при залпе, от чего сильно страдали некоторые установки, например, итальянские. В целом по устройству башни, их механизмы и общее расположение сильно напоминали прочие германские установки больших калибров — такие как 380-миллиметровки „Бисмарка“ и „Тирпица“. По давней традиции немецкого флота установки обозначались с носа в корму буквами „А“, „В“, „С“ и „D“ и имели неофициальные имена „Антон“, „Бруно“, „Цезарь“ и „Дора“.
Горизонтальная наводка осуществлялась электромоторами (с резервным электрогидравлическим приводом Питтлер-Тома), вертикальная — при помощи электрогидравлических приводов, в качестве рабочей среды для которых применялась смесь воды с глицерином. Для заряжания орудия следовало установить его на фиксированный угол возвышения, равный 3°, что снижало скорострельность на больших дистанциях из-за того, что опускание ствола в положение заряжания и последующий его подъем на нужный угол требовали много времени. Максимальная техническая равнялась 5 выстрелам в минуту вместо первоначально предполагавшихся 6, а на практике она составляла в среднем около 4 выстр./мин (при углах возвышения, близких к углу заряжания; на больших дальностях она не превышала 2,5 выстр./мин). Здесь можно лишь заметить, что в Германии с восьмидюймовыми орудиями повторилась та же история, что и в других странах: например, в Англии, где от 203-мм пушки предполагалось добиться технической скорострельности в 12 выстрелов в минуту, но пришлось успокоиться на тех же 4–5. Конструкторы слишком переоценили возможность механизации всех процессов в орудийных башнях 203-мм калибра как в отношении скорости, так и в отношении надежности самих устройств. На практике выяснилось, что некоторые операции предпочтительнее выполнять вручную. В результате в тех же германских установках досылка снаряда и заднего заряда в гильзе осуществлялась механическим прибойником, тогда как передний заряд досылался в камору вручную. Впрочем, необходимо отметить, что как раз немецкая механика, использованная в артиллерии „хипперов“, проявила себя вполне достойно, и после быстрой ликвидации неизбежных „детских болезней“ функционировала вполне нормально.
